不同冷却结构倒角结晶器与直角结晶器铜板温度场的研究

角部温度对铸坯质量有较大的影响,建立了直角结晶器、2孔1槽倒角结晶器、3孔倒角结晶器和3孔1槽倒角结晶器铜板温度场的三维稳态数学模型,在相同的边界条件下,模拟分析了这4种结晶器的冷却行为及传热特性。对于不同类型铜板的温度分布数值模拟结果表明,相比于直角结晶器,倒角结晶器铜板角部温度有明显的提高,并且窄面的横向温度分布也与直角不同,呈现"W"形分布。2孔1槽型倒角结晶器窄面铜板比其他类型窄面铜板传热性能好,温度分布均匀,为倒角结晶器窄面铜板的设计提供了理论基础。     

异形坯连铸结晶器锥度的优化设计

针对750mm×450mm×120mm异形坯,使用有限元软件建立了铸坯在结晶器内的传热、凝固、收缩及异形坯结晶器铜板热力耦合分析模型。在分析拉速对铸坯收缩、结晶器铜板温度及其变形的影响的基础上,确定了异形坯结晶器铜板的参考锥度,为异形坯结晶器的设计提供参考。     

薄板坯连铸结晶器内钢液凝固行为的研究

针对薄板坯连铸漏斗型结晶器内凝固过程,采用热弹塑性有限元法,考虑铸坯与铜板的接触状态,建立了热力耦合模型。模拟分析了铸坯经过结晶器过程中坯壳内的温度场和应力场,得到了凝固坯壳形成过程的传热和变形规律。模拟结果表明：铸坯角部温度高于宽面和窄面中心温度并出现两个平台期;两个弧线段交界区域出现应力峰值,是铸坯裂纹敏感区。该结果为漏斗型结晶器形状的设计、结晶器锥度的优化以及提高连铸坯质量提供理论依据和技术基础。     

连铸结晶器内铸坯凝固监视系统

连铸结晶器内铸坯凝固发生问题，会引起铸坯拉漏或表面质量缺陷。日本大同特钢公司知多厂在1号连铸机上，安装了结晶器内铸坯凝固监视系统，以便获得结晶器内铸坯的凝固信息，遇到异常时采取措施予以处理。结晶器内铸坯凝固监视系统主要由埋在结晶器铜板中的一组热电偶组成，埋设深度12mm，在结晶器宽面和窄面处分别有8个和6个热电偶，总计28个。热电偶测得的温度送到传送器。热电偶温度除了受铸坯凝固的影响外，还受结晶器液面波动和拉速的影响，所以液面和拉速信号也输入传送器，经传送器综合后，输入计算机处理，如果铸坯凝固不正常，则…     

专利信息

<正>CN204035495U[中文]CN204035495U[英文]发明名称——一种控制倒角坯斜面凹陷的结晶器窄面铜板本实用新型属于钢的凝固及连铸技术领域,特别涉及一种控制倒角坯斜面凹陷的结晶器窄面铜板。所述窄面铜板与钢水接触的工作面包括中间区域(1)和两侧的两个倒角区域(2、3),所述窄面铜板的工作面为上大下小的漏斗形曲面,两个倒角区域(2、3)在上口两侧的轮廓线分别为向铜板侧凹下的曲线(4、5),两个倒角区域(2、3)在下口两侧的轮廓线分别为向铜     

漏斗型结晶器内坯壳凝固过程热力耦合数值模拟

应用热弹塑性有限元法,考虑铸坯与铜板的接触状态,建立了漏斗型结晶器内坯壳凝固过程的热力耦合模型.计算分析了结晶器内坯壳表面的温度场、应力场和纵裂指数的分布规律以及拉速对应力和纵裂指数的影响.结果表明,铸坯偏角部温度高于宽面和窄面中心温度并出现两个平台期;漏斗区域边缘出现应力峰值,是铸坯裂纹敏感区;宽面中心、漏斗区边缘和偏角部纵裂指数偏高,容易出现纵裂纹.适当提高拉速能够减小初生坯壳纵裂指数,减少裂纹形成机会.     

链式异型坯结晶器内浇钢过程热-力学数值模拟

通过建立二维热-力耦合分析有限元模型,研究了一种新型链式异型坯结晶器内浇钢过程凝固坯壳与结晶器铜板间的热-力学状态.揭示了该结晶器链板和结晶器内铸坯的温度场与应力场.结果表明,铜板热面最高温度出现在弯月面以下150～300 mm,以腹板位置温度为最高,达198.2 ℃;冷面最高温度出现在翼缘中心位置,约为115℃,冷面...     

微合金化钢连铸坯边角部无缺陷生产技术开发

以邯宝炼钢厂板坯连铸机为依托,以实际生产的典型铌、钒、钛微合金化钢为研究对象,系统研究了板坯表面裂纹缺陷形成机理,确定了倒角结晶器窄边铜板的最佳角度和最佳倒角长度;设计并开发了具有组合式冷却水道的倒角结晶器窄面铜板,适用于带倒角连铸坯的新型支撑足辊系统;结晶器窄侧锥度的设计及应用管理,有效支撑了带倒角连铸坯的窄边,解决了角纵裂及角纵裂漏钢的难题,提高了结晶器窄边铜板的使用寿命,同时为连铸的高拉速提供了保证。项目突破了倒角结晶器技术工业化应用的技术瓶颈,从根本上解决了微合金化钢连铸板坯角部横裂纹问题,成功实现了大规模工业化稳定生产。     

方坯连铸结晶器三维传热模拟

采用ANSYS有限元软件,以方坯连铸结晶器为研究对象,基于节点温度传递方法、利用ANSYS接触分析技术建立方坯连铸结晶器三维瞬态传热有限元模型,分析了结晶器内铸坯和结晶器铜壁的三维温度场及结晶器内铸坯坯壳分布规律。结果表明,弯月面区域铜壁温度较低,上口接近水缝内冷却水温度;弯月面下50 mm处结晶器铜壁温度最高,达到157℃;模型计算所得结晶器铜管高温区域形状与实际生产中下线铜管高温过烧区域形状基本一致;铸坯表面偏离角部30 mm处角部影响消失,铸坯表面温度趋于一致。     

倒角大方坯连铸过程的温度场模拟分析

采用有限元分析软件建立了82B大方钢坯凝固传热分析有限元模型,建立了满足现场工艺和设备条件下的凝固传热数学模型,分析了直角坯与倒角坯在凝固过程中的温度场分布情况。结果表明,采用倒角结晶器生产的大方坯,其角部温度在出结晶器后比直角坯高62℃,出二冷区后比直角坯高35℃,空冷结束后比直角坯高43℃,较高的角部温度避开了钢材的第Ⅲ脆性区间,使铸坯在矫直段角部裂纹的发生率降低,且对后续的轧制过程同样有利。在生产中,倒角坯最佳的倒角形状是倒角为35°,倒角面长度为50mm。     

400 mm特厚板坯窄面鼓肚原因分析与控制实践

以南阳汉冶特钢400 mm×2 700 mm连铸坯窄面鼓肚为研究对象,结合生产实际,分析了结晶器冷却强度、结晶器锥度、结晶器足辊长度对窄面鼓肚的影响。提出了防止特厚板坯窄面产生鼓肚的措施,有效解决了400 mm特厚板坯窄面鼓肚现象。指导特厚板坯连铸机的改造与连铸生产。     

板坯连铸结晶器的热弹塑性力学分析

建立了板坯连铸结晶器三维有限元热-弹塑性力学模型,模拟了生产过程中铜板结晶器的变形和热应力分布,考察了铜板厚度、水槽深度、镍层对板坯连铸结晶器铜板变形和热应力的影响规律．结果表明,宽面和窄面中心的最大变形量分别为0．245和1.01mm,减少铜板厚度、增大水槽深度有利于降低铜板热面最大变形量与热应力值,而镍层厚度对铜板变形和热应力分布的影响不显著．     

拉速对板坯倒角结晶器钢液流动的影响

为研究凝固坯壳影响时拉速变化对板坯倒角结晶器内流场和温度场的影响,通过数值模拟和物理模拟研究相结合的方法,建立了板坯倒角结晶器流动、传热及凝固三维数学模型和相似比为1∶1的断面尺寸为1 490 mm×230 mm的板坯倒角结晶器物理模型。数值模拟和物理模拟流场形态及液面相同位置流速结果进行的对比分析表明了数模和水模试验结果趋势的一致性;拉速变化对倒角结晶器内流场及温度场的数值影响明显,但对整体形态影响不大;拉速增大到1.7 m/min时液面流速过快、波动剧烈,极易出现卷渣;拉速增大会强化钢液流股对窄面凝固坯壳的冲击,导致坯壳重熔减薄;在本试验研究范围内以1.5 m/min拉速进行生产能够取得较好的综合效果。     

冷却结构对连铸结晶器铜板应力分布的影响

建立板坯连铸结晶器三维有限元热弹塑性结构模型,计算铜板等效应力及冷却结构对其影响。研究表明,冷却结构和传热条件决定铜板热面特定力学行为规律,宽面和窄面热面中心线应力分布规律相似,冷却结构尺寸并不改变铜板横截面应力分布的趋势。铜板厚度每增加5 mm,结晶器上部应力仅增大5~7 MPa,而镍层区域变化明显,宽面和窄面最大增幅分别约为60 MPa和50 MPa;镍层每加厚1 mm,宽面和窄面镍层中上部应力提升约20 MPa,而窄面镍层下部应力下降较急剧;当水流量和水温差恒定时,水槽深度增加,热面中心线应力减小,每加深2 mm,结晶器上部下降不足5 MPa,而下部变化较大,最大量达20 MPa。     

薄板坯连铸机高拉速下铸坯表面质量控制实践

针对薄板坯连铸机高拉速生产过程中存在的板坯表面纵裂纹缺陷、结晶器液位波动和结晶器宽面铜板低寿命等问题,自主开发了高拉速系列化保护渣技术、高拉速浸入式水口技术、高拉速结晶器铜板技术。薄板坯连铸机的拉速达到6.0 m/min,铸坯表面纵裂纹缺陷比率降低了90%,板坯表面质量满足品种开发和产品质量要求。     

不锈钢板坯连铸结晶器窄面铜板涂层新技术

不锈钢铸坯的凝固特性与碳钢截然不同,其对结晶器窄面铜板的侵蚀与磨损非常严重.本文通过对不锈钢连铸现场结晶器铜板的使用效果跟踪检测与记录,分析其破坏机理,并对多种技术窄面涂层进行对比,提出将高效能半导体激光器与火焰喷涂相结合的新型喷涂技术,提高了窄面铜板涂层寿命.     

板坯窄面渗钢研究与实践

为保证210转炉厂连铸机稳定运行,对210转炉厂两台双流板坯连铸机窄面渗钢缺陷形成机理进行了研究。通过对不同渗钢类型的板坯窄面宏观形貌分析和形成全过程的现场跟踪观察,判断并分析了4类窄面渗钢,5种形貌产生的原因。根据这些渗钢类型产生的原因,提出了相应的工艺改进措施,如结晶器内采用“高位换包”(SEN插入钢液面以下开浇)或“低位换包”(SEN高于钢液面开浇)时采用硅胶或铁泥密封结晶器角部“弯月面”,优化结晶器锥度,严格控制结晶器振动偏差,避免板坯窄面渗钢缺陷的产生。通过工艺改进,210转炉厂板坯窄面渗钢问题得明显到改善,渗钢发生率从20.8%降低到1.0%以下。