板坯凝固末端轻压下实时控制的热-力学分析

基于对板坯连铸温度场、热—机械应力应变场的数值模拟，研究了不同工艺条件下板坯凝固过程中液芯长度的变化规律。同时还探讨了板坯在液态、凝固和固态冷却过程的收缩行为。通过这两方面的研究，对国外报道的某些连铸机上已采用的凝固末端轻压下技术进行副析，并分析实时控制对板坯质量的重要性，为有效实现凝固末端轻压下技术实时控制的国产化打下理论基础。     

连铸板坯轻压下过程压下率参数的理论分析

通过分析连铸板坯的轻压下过程,提出了铸坯压下率的理论模型,考察了不同拉速、不同铸坯断面下板坯压下率的变化规律.结果表明,压下率与压下速率沿拉坯方向呈近似线性减少关系;压下速率的取值不受拉速影响;压下率与铸坯厚度呈线性减少关系,厚度每增加10%,压下率减小10%;铸坯宽度对压下率的影响很小;压下总量不随拉速的变化而变化.     

新钢板坯连铸工艺参数和动态轻压下工艺优化研究

针对新余钢铁公司板坯连铸生产的实际情况,通过检测不同拉速、比水量、过热度等工况条件下铸坯的内部品质,确定了合理的连铸工艺参数.通过射钉法对铸坯凝固末端位置进行测定,运用板坯温度场与配水软件计算出铸坯凝固的温度场以确定合适的轻压下区间,通过数值计算得出合适的轻压下量.     

板坯连铸过程凝固传热数值计算与工艺优化

连铸过程铸坯凝固传热规律与铸坯质量、连铸过程顺行密切相关.针对某厂连铸板坯凝固传热过程开展数值计算研究,结果表明,在二冷6～8区及空冷区开始阶段存在较明显的回温趋势,且坯壳温度较高,8区末铸坯宽面中心温度达到约1032℃.此外,轻压下系统热跟踪模型计算凝固终点位置较靠前,压下区间有待优化.针对上述问题,将二冷水量由0....     

板坯连铸带液芯轻压下过程的力学分析

利用热力学耦合模型对板坯连铸带液芯轻压下过程的铸坯变形抗力、拉坯阻力及其变化特性进行了理论计算.分析比较了不同轻压下和连铸过程工艺参数的影响.结果表明压下量、压下速率、拉坯速度及坯壳温度对铸坯变形抗力和拉坯阻力均有很大影响.计算结果为实际板坯连铸带液芯轻压下工艺设计提供了依据.     

热送热装工艺中板坯连铸过程传热的数学模型

建立了板坯连铸过程传热数学模型，并用实测数据对计算结果进行了验证，证明该模型可用于预报不同操作条件下板坯凝固过程中温度的变化和凝固状态。应用该模型分析了影响板坯出连铸机温度的主要因素：板坯尺寸、拉速、二冷水量及冷却方式等。适当提高拉速、改善二冷制度能提高铸坯出连铸机温度。     

板坯连铸轻压下技术的工艺优化

结合新钢第一炼钢厂4号板坯连铸机的实际情况,对其轻压下进行了工艺优化,结果表明:轻压下工艺优化之后,铸坯的中心偏析和中心疏松得到了明显的改善。     

板坯动态轻压下技术热试质量分析

介绍了新的轻压下控制模型现场热试情况，对试验钢种SPHC在新控制模型的板坯质量进行了多角度的对比研究分析。研究表明在各种条件下，热试钢种的中心偏析等缺陷得到了很好的控制，达到了较好的整体质量水平。新轻压下模型控制生产的板坯质量水平达到了原控制模型的质量水平，避免了原模型在投产调试初期经常出现的中间裂纹和窄边鼓肚情况。在温度等其他操作条件基本相同的情况下，非稳态条件和成分中的硫是影响铸坯内部质量的重要因素。     

高级别管线钢连铸板坯动态轻压下最佳压下位置研究

介绍了不同动态轻压下压下位置对连铸板坯内部质量的影响。通过对连铸板坯横断面的低倍检验结果和沿连铸板坯厚度方向化学成分分析,发现动态轻压下对连铸板坯中心偏析的改善效果十分显著,高级别管线钢的最佳动态压下位置fa=0．5-0．8。     

板坯连铸轻压下工艺评述

轻压下工艺是减轻连铸板坯中心偏析程度的有效手段。介绍和比较了目前几种形式轻压下工艺的特点，探讨了轻压下参数选择以及对应的质量研究现状。对轻压下方式与电磁搅拌工艺也作了比较，并对轻压下未来发展进行了展望。     

薄板坯连铸结晶器铜板热/力行为

基于国内某钢厂CSP漏斗结晶器铜板结构,建立了考虑铜板水槽冷却水流动的薄板坯结晶器铜板三维热/力耦合计算模型,研究分析了典型连铸工艺下结晶器铜板水槽内冷却水的传热特点和铜板温度场与热应力场分布规律,并探讨了冷却水流速及铜板厚度对铜板热/力行为的影响。结果表明,铜板宽面热面与窄面热面最高温度均位于弯月面下约15 mm处,分别达436.5、379.2 ℃。宽面和窄面铜板的最大热应力均位于弯月面下方约25 mm处,分别达876.7、867.8 MPa。宽面铜板的热应力总体比窄面高且分布更为不均匀,螺栓处热面的热应力整体低于其两侧水槽处热面的热应力。增加冷却水流速、减小铜板厚度可减小铜板热面温度与热应力。将螺栓处冷却水缝延长到距结晶器下口30 mm处,可显著改善宽面铜板中下部横向温度分布的均匀性,使其热面横向最大温差减少约19.6 ℃。     

液芯压下过程中压下量分配对铸坯变形的影响

为了优化液芯压下工艺参数,达到改善铸坯中心处偏析和疏松的目的。基于有限元法,以结晶器出口处薄板坯横截面的温度为初始条件,利用Marc软件模拟计算了薄板坯三维热-力耦合模型带液芯压下过程,分析了压下量分配对铸坯各节点应力和应变的影响。研究结果表明,总压下量相同时,均匀的压下量有利于降低铸坯表面的应力,而局部大压下更有利于改善铸坯的中心质量。     

连铸坯表层夹杂轧制过程演变行为

为了研究连铸坯表层夹杂物在轧制过程中的演变行为,对板坯表层线缺陷进行分析发现,缺陷距表层几十微米,宽度约为200 μm,对其内物质进行能谱分析,发现有钠、钾元素,说明该缺陷可能是由于结晶器流场不合理等原因造成保护渣卷渣。通过建立连铸板坯表层夹杂物轧制过程有限元模型,对连铸坯头部、尾部不同位置夹杂物轧制过程中的演变行为进行了分析。结果表明,随着轧制道次的进行,夹杂物周边出现裂纹,并且随着轧制过程的进行,夹杂物周边的裂纹越来越大。轧件头部、尾部夹杂物逐渐向轧件表面移动,距离表层越近的夹杂物越容易迁移到轧件表面,而深度相同、水平位置不同的夹杂物,距轧件边缘距离越远,在轧制过程中越容易迁移到轧件表面。     

连铸大方坯轻压下过程的变形行为

首先从理论上描述了轻压下过程铸坯的三维变形行为,并采用有限元法定量分析了轻压下工艺对铸坯变形行为的影响规律.结果表明:铸坯宽展变形和延展变形达到平衡后,随着压下量增加,铸坯延展率随压下量呈直线关系变化.在相同轻压下条件下,随铸坯长宽比和中心未凝固率的增加,铸坯宽展效率和延展效率下降,压下效率增加.     

邯钢中碳微合金钢板坯轻压下位置优化

板坯连铸轻压下实施过程中,合理的压下参数是影响铸坯内部质量的决定性因素。根据邯钢中碳微合金钢板坯连铸生产条件,建立凝固传热模型,结合板坯射钉试验研究,预测其凝固进程和压下位置。在此基础上,开展轻压下工业试验,分析了压下位置对铸坯中心偏析的影响。结果表明,在拉速为0.85 m/min、过热度为20～30 ℃、二冷比水量为0.59 L/kg的条件下,邯钢中碳微合金钢板坯连铸压下区间中心固相率为0.2～0.7,对应位置为16.42～21.62 m,位于7～9号扇形段内。与采用6～8号扇形段压下相比,优化方案明显改善了板坯中心偏析和疏松,东西两侧不均匀偏析和横截面V型偏析显著减弱。     

Modeling and control of dynamic soft reduction in continuous slab casting

The centerline segregation in continuous casting steel is known to be formed by the interdendritic enriched liquid flow at the solidification end in strand.At present,several methods,such as thermal soft reduction, electromagnetic stirring and dynamic soft reduction,are available to reduce the center segregation and to improve the internal quality.Although some methods could alleviate center segregation to some extent,they can also give rise to new problems.For instance,thermal soft reduction can lead to surface cracking during casting of some steels and electromagnetic stirring can result in white band.Dynamic soft reduction is an effective technology for the improvement of strand quality in continuous slab casting.In this paper,the key parameters of dynamic soft reduction technology,such as soft reduction region,the total reduction amount,for low carbon steel have been studied based on experimental and theoretical analysis.The soft reduction region was related to the segregation of chemical composition,slab bulging of narrow side and avoiding internal crack of slab.The total reduction amount was composed of natural thermal shrinkage and actual reduction amount depending on critical strain.For low carbon steel with slab dimension of(950 - 1 950) mm×170 mm,the solid fraction range in soft reduction region was recommended from 0.4 to 0.8,the total reduction amount was 2.0 -2.8 mm,and the optimized reduction rate was 0.4 - 1.2 mm/min,respectively.Furthermore,a dynamic soft reduction system in continuous slab casting, Visual Cast-Dynamic,has been developed by multithreading method.It demonstrated that the dynamic soft reduction model in this study was correct with the ability of online control.     

宽厚板连铸动态轻压下工艺

在工业试验的基础上,对宽厚板连铸机实施动态轻压下后连铸坯中心偏析严重的原因进行了探讨与分析。研究发现：扇形段辊缝实测值与位移传感器测量值之间存在差值,且每个位置差值的偏差较大,导致压下量的实际执行量存在较大偏差,是产生严重中心偏析的重要原因。通过扇形段开口度测量与标定方法的优化改进,将每个扇形段不同位置的辊缝实际值与位移传感器测量值的差值保持在标准差值a,连铸机扇形段的辊缝得到了精确控制,动态轻压下工艺参数得到了精确执行,连铸坯内部质量得到了较大改善。     

板坯连铸动态轻压下系统参数的优化及应用

泰山钢铁公司不锈钢板坯铸机的动态轻压下系统,其扇形段设备、控制系统和计算模型全部为自主设计、制造,首次实现了动态轻压下系统的完全国产化。实践表明该铸机设备性能稳定、控制模型计算准确,铸坯质量良好。对轻压下过程中,扇形段的受力变形进行了有效的补偿。通过大量的生产试验,对动态轻压下技术的关键控制参数进行了优化,得出了最佳的轻压下参数。     

板坯连铸机动态轻压下过程控制系统通信接口研究与开发

分析了梅山2#连铸机动态轻压下控制网络构成,基于WinPcap调用和交换机端口镜像功能实现了原过程控制系统TCP/IP报文获取。在分析原系统报文的基础上,通过单体扇型段通信报文测试与分析,得出二级系统与一级系统通信协议,开发了新过程控制系统通信接口,最终实现了新系统与原控制体系通信的无缝对接。