坯壳鼓肚对铸机矫直区内铸坯变形的影响

 在连铸机辊列矫直段,带液芯铸坯的坯壳同时受钢水静压力与矫直力的作用,坯壳固液交界面处的矫直应变与鼓肚应变发生叠加。如果总应变超过临界值,就会发生内裂。确定矫直区坯壳固液交界面处的应变与应变速率,对铸机辊列设计与工艺参数的设定有重要的意义。基于高温坯壳力学特性,建立了连续矫直理论中铸坯坯壳变形的数学模型。利用该模型计算坯壳鼓肚变形,并与实测数据进行对比,验证了模型的有效性。根据某厂由奥钢联设计的工业板坯连铸机的辊列参数,利用该模型计算铸坯横截面的应变与应变速率。最后分析了不同辊间距与不同拉坯速度情况下矫直区内铸坯坯壳固液交界面处的应变速率变化规律,结合不同钢种的临界应变速率得到铸机矫直段辊间距的取值范围。     

板坯连铸铸坯鼓肚变形的仿真研究

合理的控制影响铸坯质量的鼓肚量,有利于铸坯质量的提高。根据板坯实际生产,利用有限元法模拟凝固过程并建立二维热机耦合鼓肚模型,分析了拉速与二冷引起的蠕变时间、坯壳厚度及铸坯温度的变化对鼓肚的影响,为实际生产提供参考。     

连铸机二冷配水对铸坯鼓肚的改善

部分生产165 mm×280 mm、165 mm×240 mm的R6和R8连铸机,没有二冷夹持段,在提高拉速后铸坯易出现鼓肚现象。通过分析和试验,得出调整和适当增加窄边水量,明显改善了铸坯的鼓肚。通过推导出的坯壳角部最大受力公式,调整凝固系数K值,可防止铸坯各边的变形,以改善铸坯鼓肚现象。     

铸坯鼓肚对辊列的影响

在实际生产过程中，连铸机扇形段下线维修很大程度上是因为辊列支撑轴承的失效两造成辊子塌或辊子不转，我厂1600mm直弧型连锊机扇形段采用的是二分节辊的辊列排布方式，在使用过程中，长辊支撑轴承失效率是短辊的三倍，为此，就浇注过程中的铸坯鼓肚的存在及其存在形态进行了论证，并通过受力分析对理想状态下铸坯对辊列的载荷和发生锊坯鼓肚时铸坯对辊列的载荷做了分析和对比，论证了二分节辊辊列排布受铸坯鼓肚的影响较大，而新型辊采用的三分节辊辊列排布形式可以减小铸坯鼓肚对辊列的影响，同时就二分节辊辊列的日常维护和线下维任提出相关建议。     

连铸板坯的鼓肚应变速率

本文建立了新的连铸板坯鼓肚变形的计算模型，与原有的模型相比，该模型更接近于坯壳变形的实际情况，并且还可求出坯壳应变速率的值，结合钢的临界应变与应变速率的关系，可为确定连铸机的辊距提供更为科学的理论依据。     

连铸板坯的鼓肚变形与应力分析

以粘弹性薄板为模型，应用材料流变学理论及弹性薄板理论，分析计算了连铸板坯在钢水静压力与不均匀温度场作用下所发生的鼓肚变形与应力。计算结果与宝钢板坯连铸机的设计公式所得结果相吻合。此外，还得出了铸坯对夹辊的作用力。     

宽厚板连铸坯鼓肚变形数值计算研究

连铸过程中铸坯已凝固,坯壳在钢水静压力作用下发生鼓肚变形,影响浇铸过程顺行与铸坯质量.以宽厚板连铸坯为对象,采用数值计算方法定量研究了其在连铸过程三个典型铸流位置L1(弯曲位置)、L2(弧形段中间位置)、L3(矫直位置)的鼓肚变形规律.由L1至L3,坯壳鼓肚变形及其导致的凝固前沿拉伸应变均不断增加.凝固前沿厚度方向拉伸...     

板坯鼓肚的控制

连铸生产过程中鼓肚会导致板坯表面变形，应用数学模型能够控制过量鼓肚，消除发生漏钢的可能性，使铸机以最高拉速生产，明显提高其作业率。     

板坯连铸三维鼓肚变形仿真研究

通过建立板坯连铸凝固过程的传热模型,获得板坯冷却传热过程的坯壳生长情况,在此基础上利用有限单元法建立了坯壳三维鼓肚变形仿真分析模型。针对实际铸机的设备和工艺状况,计算了板坯凝固过程的鼓肚变形情况,并就三维仿真分析的特点进行了分析。     

连铸板坯鼓肚变形量的计算

对国内常见的计算连铸坯壳鼓肚变形量的几个主要近似公式进行了评价，并根据蠕变定律建立了新的物理意义更为明确的计算公式。对宝钢生产的连铸坯进行计算表明新公式计算结果可靠，弥补了原公式的不足。     

Analysis of bulging for high speed continuous casting

In order to research the temperature distribution and mechanical deformation of slab bulging during high speed continuous casting,mathematical models have been developed to analyze the thermal and mechanical behavior of the slab.The thermal history of the slab has been predicted by a two-dimensional transient finite element heat transfer model,whose results serve as the input to the stress model.The stress model has been formulated for a two-dimensional longitudinal plane.In this case,the maximum tensile strain during the bulging process is located at the solidification front just past the top of the upstream roll,which may contribute to crack formation.The maximum tensile stresses are located at the cold surface in the middle of the two back-up rolls,just at the point of the maximum bulging.Stresses near the solidification front are small because of the high temperatures which produce lower elastic modulus values.Finally,the effect of the casting speed on the bulging deformation is discussed.     

钢高温蠕变特性对连铸坯矫直变形的影响

 为使连铸坯在矫直过程中能够充分利用钢的高温蠕变特性,避免产生内部矫直裂纹,对铸坯矫直及机型曲线进行了研究。首先,在Gleeble-3800热模拟试验机上对Q345C连铸坯进行热塑性和高温蠕变试验,确定了Q345C钢的热物性参数和最小蠕变应变速率方程;其次,根据钢的高温蠕变特性,针对目前使用的某连铸机设计了新机型曲线;最后,采用热力耦合数值模拟的方法,计算了距离铸坯内弧侧表面38.3 mm处中心点的温度分布和应变速率。通过蠕变矫直机型应变速率和蠕变速率的对比表明,蠕变矫直机型曲线可以充分利用钢的高温蠕变变形进行矫直,蠕变变形量占总矫直变形量的比例达到88.6%,因此可降低铸坯内部矫直裂纹产生的可能性,有利于提高铸坯质量。     

连铸辊断裂失效分析研究

采用成分分析和金相分析等方法,对连铸辊断裂原因进行了分析。结果表明:堆焊层存在较多夹杂物,并在高温下形成尖锐裂纹源;连铸机发生"夹辊",造成局部温度剧烈升高,加快裂纹的扩展;坯辊锻造后的晶粒较粗大,S局部沿晶界分布,降低了坯辊的韧性,也促进裂纹的扩展。     

不同厚度连铸板坯的合理总轻压下量

板坯连铸合理总轻压下量是决定轻压下效果的重要工艺参数之一,采用数学模型手段对合理总轻压下量的定量计算进行了研究。通过建立2D铸坯凝固传热分析模型及轻压下过程2D热-力耦合模型,对比铸坯凝固末端枝晶间残余浓化钢水体积收缩与轻压下引起的糊状区压缩变形量,研究了铸坯厚度、轻压下起始位置处固相率等因素对给定钢种合理总轻压下量的影响。结果表明:铸坯厚度对合理总轻压下量有显著影响,厚度分别为150、230、300和400mm时,开始实施轻压下工艺时铸坯横截面中心节点固相率在0.7~0.3之间变化时,轻压下区间内的合理总压下量分别应为2.42~3.14、2.95~4.65、3.66~5.82和4.55~7.26mm。     

连铸过程板坯展宽矫正的研究

通过对板坯连铸厂的调查发现连铸过程中铸坯的展宽现象在各厂都不同程度地存在,而且通过调整工艺参数来减小铸坯展宽量的方法不可行.根据结晶器的尺寸与铸坯展宽的关系,经推导得到矫正铸坯展宽的结晶器设置公式,结合在铸机出口位置处在线测量得到的铸坯宽度,可以算出矫正铸坯展宽的结晶器参数,从而精确控制铸坯的宽度.结合马鞍山钢铁公司坯连铸机的参数给出了一个具体应用实例.     

板坯连铸结晶器数值模拟

运用Fluent 6.3对板坯连铸结晶器进行数值计算,研究拉速、水口浸入深度及水口开口角度对流场的影响.结果表明:对于断面1400 mm×230 mm结晶器,随拉速增加,液面最大水平和垂直流速均增加,而窄边冲击点的位置基本不变,随距液面距离增加,窄边速度先增加后减小,直至趋向于零;当拉速超过1.2 m.min^-1时,液面水平速度增加明显.随水口浸入深度增加,液面最大水平流速减小,浸入深度超过140 mm时,最大水平流速变化不明显;垂直于液面方向的最大速度逐渐增加;对窄边冲击点影响较小.随水口开口向下角度增加,液面最大水平流速减小后增加,水口开口向下12.5°时液面最大水平流速最小,而水口开口向下10°~12.5°时窄边冲击点速度最小.     

韶钢第三炼钢厂板坯连铸生产实践

针对新投产板坯铸机生产中出现的Q345钢粘结漏钢频繁和包晶钢表面纵向裂纹多的状况,分析其原因,并采取相应措施,解决了粘结漏钢问题,提高了铸坯表面质量。     

板坯连铸结晶器内钢液流动的数值模拟

利用Fluent软件对1650mm×220mm板坯结晶器建立了三维稳态数学模型,对三种方案条件下结晶器内钢液流动进行模拟.结果表明,结晶器的宽度对结晶器表面速度分布影响显著,随着结晶器宽度的增加,结晶器表面的速度分布越来越不均匀.表面的最大速度受到多种参数的影响,包括浸入式水口入口钢液的速度、水口出口角度和水口浸入深度等,其中入口钢液的速度影响最为显著.最优方案为：铸坯宽度1100mm,底部结构为山形和出口角度向下30°的水口,水口浸入深度120mm,流量为11.6m³·h^-1,入口速度为0.8384m·s^-1.     

连铸坯温降数模的研究

对连铸坯堆放过程中温降规律的研究 ,有助于提高连铸坯装炉温度 ,降低加热炉燃耗 .文章建立的连铸坯温降数模 ,较好地模拟了保温坑中堆放连铸坯的温降过程 ,模型理论计算结果与实际相当吻合 ,两者误差小于 3% .