宽厚板坯连铸结晶器锥度的优化

结合某厂连铸机的实际生产条件,对宽厚板坯连铸结晶器的锥度进行优化。采用有限元法,计算了板坯在结晶器内的温度场分布和收缩规律。讨论了拉速、过热度等工艺参数对温度场和收缩规律的影响,并在此基础上对结晶器锥度进行优化:液面附近120～300mm区域采用较大锥度,液面下300～900mm的结晶器下部采用较小锥度。与工厂实际生产情况对比,显示该分析结果非常接近实际,证明了计算结果的正确性。     

板坯连铸结晶器内钢凝固过程热行为研究Ⅱ.模型验证与结果分析

基于建立的二维瞬态热/力耦合有限元模型,模拟计算了国内某钢厂实际板坯连铸工况下结晶器内某高强船板钢凝固过程的热行为,并利用现场实测温度数据验证了模型的可靠性.在此基础上重点研究分析了该钢在结晶器凝固过程角部区域气隙厚度、坯壳-铜板间的保护渣(包括液渣层和固渣层)分布及其热行为变化规律和对应区域的热流与表面温度变化特征,...     

宽厚板坯连铸结晶器内气液界面波动行为的实验研究

通过物理模拟研究了2200mm×280mm 宽厚板坯连铸结晶器吹氩时其内界面波动行为,考察了吹气量、拉速对结晶器内液面波动的影响。结果表明:结晶器吹氩后,各气量下液面平均波高均增加了1.2倍以上,且液面影响的区域集中在距水口2/3断面宽度范围内,弯月面附近的波动影响则较小。与常规板坯连铸结晶器内液面平均波高随吹气量、拉速的增加而增大的规律不同,本实验中随这两个工艺参数的增加液面平均波高均先增大后减小,并从实验条件下得出了控制液面波动的最佳气量。     

板坯连铸结晶器内钢凝固过程热行为研究Ⅰ.数学模型

建立了伴随δ/γ相变的钢凝固过程两相区溶质微观偏析模型,以其所确立的钢凝固过程各相分数与温度之间的关系获得钢的高温物性参数,并根据连铸坯在结晶器内凝固收缩量与结晶器内表面的位移关系、保护渣的液/固状态及厚度分布、铸坯表面和铜板热面的温度分布以及气隙的动态变化等建立了描述坯壳-铜板界面热流的数学模型.在此基础上,运用率相...     

板坯连铸结晶器热行为研究

建立了结晶器三维有限元传热模型,系统地分析了铜板厚度、水槽的结构尺寸和分布、镍层对板坯连铸结晶器铜板温度分布的影响．结果表明,在操作条件允许的情况下,降低铜板厚度、增大水槽深度、减少镍层厚度有利于降低铜板热面温度,提高结晶器的使用寿命．     

安钢板坯连铸保护渣性能优化

介绍安钢三炼钢板坯连铸机保护渣性能优化的情况，分析保护渣性能对连铸工艺及铸坯质量的影响。     

连铸板坯结晶器内凝固坯壳裂纹敏感性研究

基于钢凝固两相区溶质微观偏析模型和连铸结晶器内坯壳凝固生长二维瞬态热/力耦合有限元模型,提出了定量化描述结晶器内坯壳凝固生长的裂纹敏感性预测模型---CSC(Cracking Susceptibility Coefficient)模型。通过分析结晶器内包晶钢坯壳凝固宏观热/力学行为和坯壳裂纹敏感系数分布,探究了板坯结晶器内包晶钢坯壳凝固生长过程中裂纹敏感性的变化规律。结果表明,典型包晶钢板坯连铸工况下,坯壳偏离角区域易产生"热点",引发坯壳凝固前沿脆性温度区宽度扩大,结晶器窄面线性单锥度极易破坏坯壳应力分布的均匀性;包晶钢板坯表面裂纹和皮下裂纹主要产生于坯壳凝固初期,坯壳角部皮下裂纹则在结晶器内大部分区域均可能产生。     

宽厚板坯结晶器内气液界面波动行为规律的实验研究

通过物理模拟研究了2200×280mm2宽厚板坯结晶器吹氩时其内界面波动行为,考察了吹气量、拉速对结晶器内液面波动的影响规律。结果表明：结晶器吹氩后,各气量下液面平均波高均增加了1.2倍以上,且液面影响的区域集中在距水口2/3断面宽度范围内,弯月面附近的波动影响则较小。与常规板坯结晶器内液面平均波高随吹气量、拉速的增加而增大的规律不同,本实验中随这两个工艺参数的增加液面平均波高均先增大后减小。本文从实验条件下得出了控制液面波动的最佳气量。     

板坯连铸结晶器边部卷渣的水模型研究

以某钢厂板坯连铸结晶器为原型,采用1：1的水模型研究方法,系统地研究了不同连铸工艺和操作参数下,结晶器边部保护渣卷入同结晶器液面波动和表面流速之间的关系,结果得出临界卷渣液面波动值和临界卷渣表面流速值。     

板坯连铸结晶器电磁制动技术

结合济钢一炼４号板坯连铸机的实际与已研究开发的结晶器局部区域电磁制动技术,在数值模拟的基础上,开发成功分体式电磁制动器和分层式结晶器水箱等成套技术,这是现有铸机采用电磁制动技术的是一个成功的途径。性能测试和在线工业试验表明,电磁制动装置的各项性能和使用效果是良好的。     

软接触结晶器电磁连铸保护渣道的动态压力

通过模型实验，测量了在不同强度高频电磁场作用下液态金属弯月面形状，计算了保护渣道宽度及在结晶器振动一个周期内保护渣道动态压力变化情况．结果表明，高频电磁场能够显著减小保护渣道内动态压力的变化，这是软接触结晶器电磁连铸技术改善铸坯表面质量的一个可能机理．计算还表明，磁场强度的增加并不能无限制地减小保护渣道内动态压力，为获得最佳的铸坯表面质量，存在一个最合适的磁感应强度．     

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．     

板坯连铸结晶器摩擦力在线检测试验研究

结晶器与铸坯间的润滑和摩擦行为是影响铸坯质量及连铸顺行的重要因素。以板坯连铸为对象,开展结晶器摩擦力在线检测试验研究,考察液位波动、更换水口、在线调宽与异钢连浇过程中摩擦力的反应和变化趋势,测试并分析了开浇、拉速上升和降低等不同条件下摩擦力的波动规律和特征,为把握和控制结晶器内复杂润滑与摩擦行为提供试验依据。     

板坯结晶器锥度不稳定分析与控制

结晶器锥度是结晶器的一个重要参数,对连铸生产操作和铸坯质量的影响很大。板坯结晶器锥度不稳定也是炼钢厂连铸生产现场的技术难题,结合现场生产实际经验,分析了结晶器锥度不稳定的影响因素,查找了相关液压、电器、自动化、机械结构和钢种等方面原因,重点对结晶器铜板及足辊的锥度、足辊与引锭杆配合进行了分析和计算,对现场解决结晶器锥度不稳定问题具有指导意义。     

宽板坯连铸结晶器工艺参数优化的水模拟研究

结合国内某钢厂宽板坯连铸结晶器的4种断面宽度,建立1∶1水模型,并结合正交试验方法,研究了浸入式水口的吐出孔数、水口吹气量、水口浸入深度、拉速和结晶器断面宽度等不同因素对结晶器流场的影响,得到了4种宽板坯连铸结晶器的最佳工况条件。     

高拉速板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的数值模拟

用数值模拟方法研究了高拉速下拉速、水口出口角度、浸入深度、铸坯宽度和保护渣黏度对钢/渣界面行为的影响规律,并利用水模型实验进行了验证.研究表明,在一定拉速下,增加水口浸入深度和向下的张角能有效抑制钢/渣界面波动;熔渣黏度对钢/渣界面形状几乎没有影响,而界面速度随熔渣黏度的增加而减小.     

宽厚板坯连铸结晶器的热流密度与热分析

基于热电偶所实测的温度,构建了邯钢宽厚板坯连铸结晶器的有限元传热模型与其热流密度的非线性估算模型。采取模型反算的结果得出铜板的热流密度,在与热平衡方法计算出的平均热流密度做对比后,论证了模型的有效性,确定了铜板宽面、窄面的热流密度公式,分析了铜板的温度分布。铜板热面的温度曲线呈波浪状分布,其温度变化较为平缓;在靠近冷面侧的温度有最大29.4 ℃的温差。随至弯月面的距离的增大,铜板的温度减小,而在结晶器出口区域出现回温现象,大致回升23 ℃。     

板坯结晶器电磁搅拌电磁场与流场的数值模拟

建立了板坯结晶器电磁搅拌过程电磁场与流场计算的三维数学模型,采用SIMPLER方法对2对极和4对极条件下的电磁场与流场进行了数值求解。结果表明:磁感应强度B和电磁力F都呈现出关于结晶器中心对称的规律;结晶器两侧每一对N、S极之间的水平面内,电磁力都呈现圆周状分布的规律;板坯宽面边缘的电磁力较大,而板坯窄面边缘和中心区域的电磁力较小;与4对极相比,2对极产生的磁感应强度和电磁力大,钢液的流速大,搅拌强度大;无结晶器电磁搅拌时,铸坯边缘的纵断面的流场主要分成四个回流区;而有结晶器电磁搅拌时,左侧的两个回流区基本消失,右侧两个回流区减小。     

碱度和TiO2对连铸保护渣辐射传热特性的影响

在连铸过程中,保护渣对控制铸坯与结晶器之间的传热和润滑起着至关重要的作用,针对过渡族金属氧化物对远红外波段光的吸收特性,对不同碱度和不同TiO2含量的保护渣的辐射传热进行了研究。实验结果表明,随着碱度的增加保护渣的辐射传热减小;随着TiO2含量的增加,保护渣的辐射传热也减小。