连铸倒角结晶器生产实践

利用倒角结晶器改善铸坯角部传热,将铸坯矫直温度提高到920℃以上,有效避开了钢低温脆性区间,同时减少了弯曲矫直过程角部受力,铸坯角横裂缺陷得以有效控制。作为新工艺,使用过程出现角部纵裂、边部压痕等缺陷,通过冷却水调整、锥度优化、足辊参数调整等,铸坯角部质量缺陷得以消除,达到铸坯的表面质量控制效果。     

板坯连铸倒角结晶器的开发与应用

 为减少连铸板坯角部横裂纹,在分析连铸坯角部横裂纹形成机制的基础上,提出了通过倒角结晶器减少角部横裂纹,以改变连铸板坯角部的二维传热,提高矫直时连铸坯的角部温度。数值模拟计算的结果表明,相对于直角连铸坯,倒角连铸坯在矫直区连铸坯角部温度明显提高,消除了角部Z向应力和应变集中。工业生产数据表明,采用倒角结晶器后,矫直区连铸坯角部温度从810~855℃提高到901~932℃,有效避开了钢的高温脆性区,连铸坯角部横裂纹发生率从10.6%稳定控制到1.6%以下,显著减少了连铸坯角部横裂纹。目前倒角结晶器稳定应用于首秦,所生产钢种涵盖了普碳钢、低合金钢、低碳钢和中碳含铌钢等。     

利用倒角结晶器消除连铸板坯的角横裂纹缺陷

 提出一种用以解决连铸板坯角横裂纹缺陷的倒角结晶器技术。倒角结晶器的数值仿真和工业化试验表明：倒角铸坯在连铸矫直区角部温度可以提高70℃以上,能够避开钢的高温低塑性区;同时,倒角的特殊的结构形式可以降低铸坯角部的Z向应力,有助于控制角横裂纹缺陷。     

倒角结晶器在包钢的应用

为了改善包晶钢、亚包晶钢、中碳钢和含硼、铌、钒、钛微合金化钢的角部横裂问题,在1~#、2~#连铸机陆续投入使用倒角结晶器,角部横裂缺陷明显改善,但由于角部冷却方式的变化,板坯易出现的角部纵裂纹、结疤和压痕等缺陷,严重时会导致纵裂漏钢事故。文章重点对倒角铸坯常见的纵裂纹、结疤和压痕等缺陷进行分析,通过调整窄侧铜板锥度系数、二冷水冷却强度、优化设备装配精度和关键设备改造等措施,板坯缺陷得到有效控制。     

奥氏体不锈钢板坯连铸结晶器锥度的优化

针对奥氏体不锈钢连铸中的质量问题 ,对太钢三炼钢 1260mm× 160mm板坯结晶器的锥度进行了分析。通过不锈钢铸坯在结晶器内收缩的计算和拉坯速度、过热度等工艺参数对铸坯收缩影响的分析 ,得出采用双锥度结晶器比单锥度结晶器更符合铸坯在结晶器内的收缩规律 :液面附近 80～200mm区域采用较大锥度 ,液面下 200～800mm的结晶器下部 ,采用较小锥度 ,并在此基础上设计了曲线锥度结晶器。生产试验表明 ,双锥度设计显著改善了铸坯质量 ,消除了窄面鼓肚和中间凹陷等缺陷     

400系不锈钢板坯连铸倒角结晶器的开发与应用

本文介绍了400系不锈钢板坯连铸由直角结晶器改为倒角结晶器,倒角弧半径R为60°～62°,在结晶器铜板倒角内部增设直径为Φ7 mm的冷却水孔,倒角结晶器投入使用后板坯宽度达标率在92%以上,钢带两侧狭缝线宽度各降低10 mm,提高钢带成材率1.5%～3.0%,钢带表面色泽、光亮度满足了BA板、家电板等高端用户要求。     

鞍钢连铸倒角结晶器的应用实践

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂含磷、铌铸坯角部横裂纹严重的问题,采用了倒角结晶器技术,优化了足辊结构,调整了结晶器窄侧冷却水流量,提高了锥度值。结果表明,铸坯在连铸矫直区角部温度可以提高100℃以上,角部横裂纹发生率降低了95%。     

基于有限元法优化低碳钢板坯连铸机结晶器锥度的设计

钢厂1^#连铸机以0.95 m/min拉速生产SS400,D36和X70钢150~180 mm连铸板坯时,易产生角部纵裂纹,发生率最高可达5%。利用商业有限元软件ANSYS,建立了板坯连铸结晶器二维切片式凝固传热数学模型,并采用传热和应力/应变直接耦合的方法对连铸过程结晶器内凝固传热进行计算,分析了各钢种在0.95~1.05m/min拉速下铸坯温度分布以及温度分布不均引起的热应力。工业试验结果表明,根据优化计算结果,将板坯结晶器窄面的锥度系数由原来的1.00%改进为1.10%后,有效地消除了1^#连铸机板坯的角部纵裂纹。     

板坯连铸结晶器窄面理论锥度的仿真预测

基于浇铸钢水在板坯连铸结晶器内凝固行为的充分考虑,详细描述了板坯结晶器窄面铜板锥度的影响因素和理论预测方法,并以某钢厂四号板坯连铸机为研究对象,针对具体的浇铸工艺条件进行了结晶器窄面理论锥度的仿真预测,仿真结果表明,结晶器窄面理论锥度沿高度方向上先增大后减小,其变化趋势随着拉坯距离的增加而逐渐平缓,可为板坯连铸机结晶器锥度的合理设计提供重要的理论支撑．     

连铸板坯角部横裂纹产生原因与控制

综述了连铸板坯角部横裂纹的形成原因,分析了钢水成分、结晶器控制、保护渣性能等对角部横裂纹的影响,并提出了调整钢水成分、优化结晶器控制、优化二冷制度和保护渣性能等控制角部横裂纹产生的改进措施。     

板坯连铸结晶器铜板温度场的数值仿真

针对 14 0 0mm× 170mm板坯连铸机结晶器铜板的结构优化改造 ,基于控制容积的有限差分方法对改造前后两种铜板结构参数和深入式水口结构参数条件下结晶器铜板的三维稳态温度场进行了数值仿真研究。由仿真得出的结果表明 ,结晶器宽面铜板经优化改造后 (螺栓间距由 16 0mm改成 135mm、冷却水槽由 6 3条改为 5 5条 )传热效果明显增强 :在拉速为 1.4m min时弯月面附近区域改造后结晶器内弧和外弧宽面热面铜板最高温度值分别比改造前结晶器降低了 15℃和 16℃。     

板坯连铸结晶器钢液流场的数值模拟和优化

用CFD三维计算软件,采用k、ε双方程模型在给定的数值计算条件下,对900 mm高的板坯连铸结晶器内钢液流场进行了数值模拟,研究结晶器工艺参数对结晶器液面湍动能和窄边冲击压力的影响。结果表明:对于断面尺寸为220 mm×900 mm的板坯结晶器,水口插入深度为180 mm,水口倾角为向下15°,拉坯速度为1.6～1.8 m/min时,结晶器内钢液具有较好的流动方式。     

板坯连铸机结晶器液位波动分析及控制策略

分别从工艺与设备两个方面介绍了板坯连铸机结晶器液位波动的原因,主要分析了钢水质量、保护渣性能、铸坯鼓肚及拉矫速度变化、液位检测及控制等因素的影响,并提出控制策略。     

板坯连铸液压振动技术的特点及其发展前景

介绍了板坯结晶器液压振动技术的发展及国内外应用情况，液压振动的结构及其特点。介绍了液压振动在高频振动时运动平稳；高频和低频振动时波形不失真；在线可随机任意设定正弦曲线和非正弦曲线波形，并可调整振幅和频率。液压振动有着机械振动所实现不了的优越性，希望液压振动技术能够在我国连铸机的振动装置上得到推广应用     

薄板坯连铸结晶器锥度设计技术研究及应用

以提高结晶器使用寿命和铸坯表面质量为目标,通过建立漏斗区自有锥度、结晶器总锥度和结晶器局部锥度的计算模型,研究了漏斗区的宽度和深度、窄边铜板偏移量以及磨损对结晶器锥度沿高度方向分布的影响,提出了漏斗区自有锥度和局部锥度沿高度方向分布应与铸坯的凝固收缩相匹配的设计理念,对薄板坯连铸结晶器宽面铜板内腔形状及窄边锥度调控工艺进行了优化设计,为结晶器操作工艺及管理制度的优化提供了理论依据。基于上述研究工作,研发了适合于FTSC工艺的新型结晶器,进行了大量的工业生产试验。结果表明:在浇注宽度为1 520mm的铸坯时,窄边附加偏移量可由12mm降低到7mm,窄边铜板的使用寿命得到了大幅度的提高,过钢量为2.25万t后,窄边铜板最大磨损量由5mm降低到2mm以下;新型结晶器有效控制了铸坯窄面凹陷和表面纵裂纹的发生。     

连铸板坯角横裂缺陷的改善

角横裂缺陷发生在包晶碳钢的可能性大于其他含碳范围的钢。介绍了影响包晶碳钢角横裂的连铸工艺操作和设备。减少了作用在凝固坯壳上的机械应力，使得角横裂缺陷发生率明显减少。     

板坯连铸机结晶器设计要点分析

从理论和实践的结合上就板坯连铸机结晶器的主要参数及相关设备结构的设计作了阐述,为板坯连铸机结晶器的设计、研究提供了依据。     

薄板坯连铸结晶器水模试验研究

以兰州钢厂薄板坯连铸机为原理，通过流场显示，波高测量及冲击力测量，研究了高拉速条件下，浸入式水口类型、插入深度、出口角度及出口形状对结晶器内流场变化的影响及变化规律。     

攀钢高拉速板坯连铸保护渣的开发

根据攀钢2号板坯连铸的工艺特点，在分析了高速连铸对保护渣性能要求的基础上，研究开发出了适应高拉速浇注的连铸保护渣，工业试验结果表明，研究开发的XIZ-DT高拉速用连铸保护渣，在拉速≥1．75m／min时，结晶器内熔化状况良好，保护渣消耗量0．38-0．42kg／t，所浇铸坯表面质量良好，铸坯表面无清理率98．70％，能够满足攀钢2号板坯高速浇注的需求。