超低头板坯连铸二冷喷淋系统的优化

为进一步提高超低头铸机板坯质量,通过对目前连铸二冷区现有喷嘴的冷态特性进行测试分析,研究了喷嘴的特性及布置.从喷嘴选型、喷嘴布置及电动阀选型方面进行了优化设计,实现了“弱冷”配水的均匀冷却,使铸坯矫直温度横向、纵向都控制在980～1 020℃,提高了铸坯二次冷却的效果.     

高效连铸二次冷却喷嘴的性能

对某小方坯连铸机高效化改造中，二次冷却区所采用的三种喷嘴的冷态及热态性能进行了研究，获得了相应的性能参数。还对高效连铸二次冷却对喷嘴性能的要求进行了评价，提出了有效喷淋系统的概念。     

连铸二冷气雾射流特性研究

通过对钢厂连铸二冷区使用的某喷嘴进行流动特性试验,探讨喷射角度、水量分布、雾滴粒径分布等对其的影响,为进一步研究二次冷却的传热机理、二次冷却的配水制度以及二次冷却喷嘴的最佳排布方式等奠定了基础.     

板坯连铸二次喷淋冷却的优化

铸坯连铸的二次冷却技术（简称二冷）是连铸的关键技术之一,对铸坯的表面和内部品质有重要的影响。二冷效果的优劣跟二冷段的零段喷嘴的规格、喷嘴布置方式、喷淋管的布置方式有很大的关系。     

重钢七厂连铸喷嘴特性的测试和分析

通过对连铸二冷喷嘴性能的测定，以及分析对比同一型号喷嘴新、旧两种状态下其特性参数的差异及对铸坯质量的影响，提出喷嘴在使用一段时间后，应通过测试其性能是否合格从而采取措施以适应铸坯冷却需要，保证铸坯质量。     

连铸冷却喷嘴的维护与应用

介绍了冷却喷嘴在二次冷却系统中的重要作用，结合常见板坯缺陷现象，分析了喷嘴性能与二冷系统及产品质量的内在关系，提出了喷嘴检测方法及日常维护措施。经过采取一系列行之有效的措施，喷嘴连续使用率得到提高，喷嘴堵塞问题得到有效地控制，铸坯合格率稳步提升，为保持生产长期稳定顺利运行奠定了坚实的基础。     

宝钢1930板坯铸机二冷喷嘴布置方式对铸坯质量的影响

在对宝钢1930铸机铸坯质量缺陷类型和形成位置分析的基础上，通过喷嘴性能测试和数值模拟计算，重点研究了1930铸机六、七冷却区喷嘴布置方式对铸坯的冷却均匀性和铸坯质量的影响，从解决铸坯角部横裂纹和内部三角区裂纹角度出发，提出了宝钢1930铸机二冷系统进一步改造方案。     

二冷喷嘴的性能测试及分析

国内某钢厂2#连铸机主要生产断面为150 mm×350 mm的小方坯,在生产中铸坯出现严重的内部和表面缺陷。为解决这一问题,对使用中的二冷喷嘴进行了冷态性能测试,分析测试结果表明,8080喷嘴和11780喷嘴均存在严重质量问题。根据测试结果对二冷喷嘴布置进行优化。在二冷一段内外弧各加两个15680喷嘴以增加冷却强度,三角区裂纹缺陷评级由4级降低为0级,并有效的改善了鼓肚、中心裂纹等其他铸坯质量问题。     

连铸二次冷却喷嘴的检测研究

本文主要论述连铸二冷喷嘴的类型、喷雾方法对铸坯冷却的影响 ,各类喷嘴冷却的优缺点 ,以及环型喷嘴嘴头的材质在检修中出现的问题。对包钢引进大方坯和大圆坯的汽雾喷嘴和国产喷嘴的冷态特性进行测试研究 ,测试结果表明 ,国产喷嘴的水流密度分布在中心的左右 ,分布均匀 ,对大方坯和大圆坯的横向均匀降温有益 ,但是国产喷嘴的喷射角度在测试的五种喷嘴中 ,有四种喷嘴符合国家黑色冶金对喷嘴喷射角度的要求 ,只有D40 197- 1喷嘴在高压测试时超国家要求的 +4° ,有少量国产喷嘴在同压力条件下的流量误差在 1%～ 10 %之间     

浅析圆坯连铸机二冷水改造的可行性

马钢一钢轧总厂炼钢分厂圆坯连铸机原采用水喷淋冷却的二冷方式,铸坯时常存在皮下裂纹等质量问题,而二冷气水混合冷却具有水流密度大、水滴雾化程度好、冷却面积大、铸坯表面温度波动范围小、冷却水用量少等优势,因此,改造为气水混合冷却方式是必要的。通过对二次冷却的分析计算及喷嘴选型,改造后冷却水总水量约减少30%,原二次冷却冷却水系统可以利用,证明圆坯连铸机二次冷却方式由水冷改为气水混合冷却是可行的。     

喷雾转筒冷却机喷雾冷却性能

 喷雾转筒冷却机是转底炉生产线上的关键设备之一。为了提高冷却机的冷却性能,针对转筒外喷雾冷却系统换热特性,应用CFD数值模拟技术建立传热过程耦合模型,研究了喷嘴数量、间距以及偏移量等布置参数对换热的影响。结果表明,数量过多、间距过小或数量过少、间距过大均不利于传热,合适的数量和间距对设备冷却性能具有积极作用,喷嘴平行四边形排列在一定程度上优于矩形排列。最后通过具体工程应用试验验证了研究成果的正确性。     

连铸板坯二冷高温区传热均匀性研究与优化

在板坯连铸过程中,二冷区传热的均匀性对铸坯表面与内部质量均有重要的影响。首先对国内某钢厂二冷各区的喷嘴进行了喷淋性能测试,根据各冷却区喷嘴的布局及2 000 mm×250 mm断面包晶桥梁钢板坯连铸生产过程的各区水量分布,建立了铸坯三维凝固传热有限元计算模型,模拟分析了铸坯在二冷区内的动态凝固传热行为。在此基础上,优化调整了连铸二冷高温区的喷嘴布局。结果表明,某钢厂原二冷区喷嘴布局条件下,其高温区的铸坯表面温度沿其横向波动较大。典型生产工艺下,二冷4区出口处的铸坯宽面表面横向温差最大,即距角部313 mm处的宽面表面温度最高为1 073 ℃,而距角部873 mm处的宽面表面温度最低为996 ℃,温差达77 ℃。而当铸坯进入二冷弧形区时,铸坯表面的横向温度分布逐渐趋于均匀。将二冷2区的喷嘴安装高度由距铸坯表面170提升至200 mm、3区和4区的喷嘴安装高度由距铸坯表面200提升至240 mm,可使铸坯在高温区内的表面横向温差最大值降至30 ℃以下,大幅改善铸坯表面温度分布的均匀性。     

高碳钢线材轧后水冷换热过程的有限差分模拟

根据82B和72A钢Φ5.5～12.5mm高速线材轧后水冷传热特点,将水冷过程分成3个区域,并在水冷箱区域中根据环形喷嘴的开关状态,分别采用了水对流换热和水蒸气对流换热两种形式传热模型,建立了水冷过程按喷嘴个数分段处理的边界条件,通过有限差分模拟得出轧后水冷系统中线材断面的温度分布。通过实测温度值校正高碳钢线材水冷过程中水的对流换热系数,模拟结果表明,精轧机入口和吐丝机的预报和实测线材表面温度均值的绝对误差在±20℃以内。     

板坯连铸二冷喷嘴对冷却效果影响的研究

板坯连铸的二次冷却是影响铸坯质量的重要因素之一。针对邯郸钢铁股份有限公司第三炼钢厂出现的板坯质量问题,对二次冷却系统的喷嘴进行优化,达到改善铸坯质量的目的。研究探讨了二次冷却区喷嘴型号的选型以及影响喷嘴冷却效果的因素。在此研究基础上,实际生产中采用了合适的喷嘴类型、布置方式及合理的水量后,铸坯的中心偏析得以改善,等轴晶率明显提高。     

喷嘴喷淋距离对连铸小方坯二冷均匀性的影响

研究了不同喷淋距离下连铸小方坯二冷喷嘴的水量分布,建立了凝固传热模型分析了82B钢连铸坯的热行为。该模型特别考虑了二冷区铸坯表面宽度方向的水流密度分布,并根据铸坯表面测温结果进行了模型校正。采用凝固传热模型研究了喷嘴喷淋距离对连铸二冷均匀性的影响。结果表明:喷嘴喷淋距离的增加有助于提高二冷水横向分布的均匀性,导致铸坯表面温度横向均匀性降低、纵向均匀性提高。这些效果有助于改善铸坯内部裂纹,但是会对角部裂纹产生不利影响。在二冷区前段喷嘴采用低喷淋距离,二冷区末段采用高喷淋距离,既可以提高铸坯角部温度,又能降低表面最大回温速率,有助于同时改善连铸坯角部和内部裂纹。在此基础上,提出了一种连铸小方坯二冷喷嘴布置方式,即二冷区每段喷嘴喷淋距离沿拉坯方向逐渐增加,该方法有助于提高连铸坯“纵?横”冷却均匀性。      

热轧带钢层流冷却过程温度场研究

 建立了热轧带钢层流冷却过程中温度场的三维有限元模型,对3 mm厚带钢轧后冷却过程带钢温度场进行模拟计算,得出卷取温度比现场测量值低9.5 ℃,相对误差为1.42%,验证了模型和假设的合理性。研究了上喷嘴直径对带钢温度的影响,带钢上表面宽度方向上存在2种不同的冷却区域：位于喷嘴正下方层流冷却过程中交替经过冲击区和平流区的区域和位于两喷嘴之间层流冷却过程中只经过平流区的区域,这造成带钢宽度方向上温度分布不均匀。计算结果表明,喷水量保持不变的情况下,存在一个最佳喷嘴直径,使带钢宽度方向上温度分布更均匀。喷水速度保持不变,增加喷嘴的直径有利于带钢宽度上方温度均匀,但增加了喷水量,降低了带钢的卷取温度。     

攀钢板坯连铸机二冷区喷嘴特性测试

对连铸二冷区喷嘴的冷态特性进行了研究。测定了不同喷水条件下喷嘴的压力一流量关系,喷水密度分布以及喷射角和喷雾粒度分布。分析了国内外喷嘴的特性曲线,为国内厂家生产喷嘴提供了更为合理的参数。     

Air‐Water Mist and Homogeneity Degree of Spray Cooling Zones for Improving Quality in Continuous Casting of Steel

A theoretical investigation used previous experimental works for validation of model predications and for studying the effect of different nozzle designs on the quality of continuously cast steel slabs has been undertaken. This is by optimizing the homogeneity degree of cooling pattern “HDCP” between a pair of rolls. The idea behind this technique is to maximize the solid shell resistance against thermo‐metallurgical and mechanical stresses and therefore minimizes the defects generated in different cooling zones. A 2‐D mathematical model of thermal, solidification, solid shell resistance and cooling conditions has been developed. The model determines the temperature distributions, the different phases associated with the solidification and three phase peritectic reaction L + δ → γ of Fe?0.12%C steel alloy as well as isotherms. The effect of different cooling patterns for various spray cooling systems on the homogeneity degree and solid shell resistance are examined. In additional to traditional water and air‐water (AWM) nozzles, a new design of air‐water mist nozzle has been proposed to improve the homogeneity degree of spray cooling system. The results indicate generally that the increasing in the homogeneity degree of cooling conditions is proportional to the increasing in the solid shell resistance and therefore to the improving of slab quality. Model predications of different effects of different nozzle designs on the surface and inner quality levels are compared and discussed in the mold and secondary spray cooling zones.