熔模精密铸件“梅花点”的防治

“梅花点”是在靠近铸件浇道的内外表面上出现的一种铸造缺陷 ,呈梅花状斑痕 ,严重时还伴有灰砂 ,造成铸件报废。这种缺陷多发生在大型的直浇式铸件上。图 1所示的气缸体就是一个典型。图 1　“梅花点”缺陷产生示意图缺陷的产生过程是这样的 :浇注过程中钢水一般先接触到型壳内上表面Ａ处 (见图 1)而引起飞溅 ,飞溅起来的钢水迸到“Ｓ”线以上的型腔内外壁上 ,随之冷却形成一片片斑点粘在上面 ,热态下 ,其表面又形成了一层较厚的氧化层。当它们与充型过程中的钢水接触时 ,这些低熔点的氧化铁便立即沸腾起来。由于型壳对钢水的冷却作用 ,氧…     

汽车铸钢桥壳V法铸造工艺的研究

为了实现重型货车轻量化,节省材料,降低运输成本,节能减排。通过对铸钢桥壳法兰面朝下的V法铸造工艺方法和法兰面朝上的V法铸造工艺方法的进行对比,结果表明:法兰面朝上的铸件外观轮廓清晰,尺寸精度高,表面没有气孔、夹渣、粘砂等铸造缺陷,铸件内部也无缺陷;法兰面朝下的铸件内浇道处有缩松、桥体处有缩孔,贯通孔内腔处存在少许表皮气孔;通过拉伸试验及布氏硬度测试,法兰面朝上铸件的力学性能指标都符合汽车铸钢桥壳的技术要求。表明用法兰面朝上的V法铸造工艺方法能够达到材料的力学性能及品质要求。     

铸件产生缩孔、疏松的型壳补救措施

硅溶胶精密铸造生产中，经常遇到型壳在首炉浇注完并经切割清砂后发现，浇道根部或铸件其他部位出现缩孔、疏松等缺陷。产生的原因主要有：①工艺设计不当，致使钢水不够补缩；②制壳过程中浆料粘度的变化，引起型壳下部浆料堆积，导致型壳的厚度发生变化，延缓了铸件热节部位的凝固时间。发现铸件缺陷后，如     

薄壁镁合金基座铸造工艺研究

基于重力铸造,以充型难度大、易产生多种铸造缺陷的ZM5镁合金基座为对象,通过CAE模拟和浇注试验,研究了其铸造工艺。结果表明,针对壁厚为5 mm的镁合金铸件,采用充型时间约5.7 s的中注式浇注方案,浇注温度设为740℃,能够有效避免基座铸件型壁上的夹渣和浇不足。在直浇道中增加多层过滤网,可进一步提高浇注系统的挡渣能力,成功获得符合要求的基座铸件。     

基于CAE技术的铸钢件熔模铸造工艺优化

针对某铸造企业钢柄铸件缺陷率较高的问题,采用AnyCasting软件对该铸钢件的熔模铸造工艺进行模拟,模拟结果显示产生缺陷概率较大的部位为铸件顶部;通过设置1个直浇道和3个横浇道,并在缺陷发生处设置冷却水道来改进生产工艺,并预测改进后的铸件表面和内部均没有气孔产生;采用改进工艺进行钢柄铸件实际生产,合格率达到98%,大大提高铸造质量。     

ZL101齿轮箱箱体砂型铸造工艺优化

根据齿轮箱箱体的结构特点及技术要求,选择砂型铸造方法进行铸造工艺设计,选择树脂砂作为造型材料。利用ViewCast软件进行充型和凝固模拟,预测铸造缺陷产生位置,分析了充型和凝固过程中铸件产生缺陷的原因。在此基础上,对齿轮箱箱体的铸造工艺方案进行了优化,最终选择阶梯式浇注系统,直浇道、横浇道、内浇道截面积比为1:2:4,冒口选择发热保温冒口,浇注温度为750℃。使用优化后的铸造工艺方案进行了数值模拟及实际浇注试验,发现铸件几乎没有缺陷,满足了实际生产中对铸件质量的要求。     

微车转向节系列球铁铸件的壳型铸造

针对微车转向节系列球铁铸件的壳型铸造生产中,采用中注式浇注系统出现的渣孔、气孔、缩松等问题,增大排气道和浇、冒系统体积,改变铁水进入型腔的方向,选用合适的球化剂、球铁用生铁及辅料,铸件合格率由原来的50%左右提高到85%以上.     

消除或减少精密铸件中渣气孔的措施

精密铸件在加工后,加工面上经常出现渣气孔,有密集的,有分散的,影响铸件的外观及质量.在常规方法不能完全解决的情况下,通过改变组树方案,可以消除或减少铸件加工面上出现的渣气孔.     

磨床导轨面铸造缺陷分析及预防措施

水玻璃砂铸型中残余水分是导致灰铁件产生皮下气孔和氧化夹渣等铸造缺陷的主要原因。合理地设计浇注系统,增加直浇道高度和出气冒口数量的同时,对砂芯进行烘干处理,可有效地减少铸造缺陷,提高铸件质量。     

磨床导轨面铸造缺陷分析及预防措施

水玻璃砂铸型中残余水分是导致灰铁件产生皮下气孔和氧化夹渣等铸造缺陷的主要原因。合理地设计浇注系统,增加直浇道高度和出气冒口数量的同时,对砂芯进行烘干处理,可有效地减少铸造缺陷,提高铸件质量。     

高碳钢连铸保护渣的性能

为了研究高碳钢保护渣在连铸过程中的匹配性,对典型工业高碳钢保护渣的熔化、润湿、黏度、渣膜分布,以及传热性能进行研究。结果表明,4个高碳钢保护渣的开始熔化温度范围为1 110~1 129 ℃,润湿角范围为30.1°~37.8°,黏度范围为0.210~0.312 Pa·s,转折温度范围为1 046~1 130 ℃,渣膜的液态层比例为14.7%~18.9%。其中,1号高碳钢保护渣熔化温度较低(熔化区间1 110～1 345 ℃)、黏度较低(0.264 Pa·s)、渣膜液态层较高(比例为18.9%)、转折温度(1 059 ℃)和控热能力均适宜,表明该渣在高碳钢连铸结晶器中可以迅速熔化,形成足够的液态渣,并从弯月面渗入渣道,形成均匀的渣膜,从而润滑铸坯,避免黏结漏钢和裂纹等缺陷,保障高碳钢连铸的顺行。     

A coupled model on fluid flow,heat transfer and solidification in continuous casting mold

Fluid flow, heat transfer and solidification of steel in the mold are so complex but crucial, determining the surface quality of the continuous casting slab. In the current study, a 2D numerical model was established by Fluent software to simulate the fluid flow, heat transfer and solidification of the steel in the mold. The VOF model and k-ε model were applied to simulate the flow field of the three phases(steel, slag and air), and solidification model was used to simulate the solidification process. The phenomena at the meniscus were also explored through interfacial tension between the liquid steel and slag as well as the mold oscillation. The model included a 20 mm thick mold to clarify the heat transfer and the temperature distribution of the mold. The simulation results show that the liquid steel flows as upper backflow and lower backflow in the mold, and that a small circulation forms at the meniscus. The liquid slag flows away from the corner at the meniscus or infiltrates into the gap between the mold and the shell with the mold oscillating at the negative strip stage or at the positive strip stage. The simulated pitch and the depth of oscillation marks approximate to the theoretical pitch and measured depth on the slab.     

高拉速薄板坯连铸结晶器钢渣界面波动分析

为应对提高拉速薄板坯结晶器内钢液不稳定行为,以1 520 mm×90 mm薄板坯结晶器为研究对象,利用液面追踪技术VOF方法建模计算,对薄板坯钢渣界面进行了深入研究,实现了对薄板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算。并结合实际生产工艺,采用1∶1物理模型和数值模拟相互验证,分析了拉坯速度、浸入深度和保护渣黏度种类对结晶器流场及钢渣界面的影响。结果表明,当结晶器钢液面流速为0.20~0.25 m/s,且界面较平稳时,保护渣黏度高于0.237 Pa·s可以适用;当钢液流速为0.25~0.30 m/s,保护渣黏度为0.382 Pa·s时,现场低碳钢卷渣率小于0.5%,表现出良好的抗卷渣能力。     

EMBr对高拉速薄板坯钢水动态行为影响的模拟

在高拉速薄板坯的生产工艺研究中,结晶器内钢水流场是决定坯壳均匀性、液面卷渣概率等铸坯质量问题的关键因素。EMBr能够显著改变钢水流场,是改善这些问题的关键工艺技术。因此,对结晶器内钢水流场的模拟、分析与优化是必不可少的工作。以往的研究中,相关的数据与理论指导较少,针对薄板坯无头轧制产线,高拉速连铸机的分析与研究更鲜有报道。因此基于该高拉速连铸机,采用数值模拟方法获得了结晶器内不同电磁制动电流强度的磁感强度分布。采用电磁与多相流耦合模式,针对不同磁感强度条件下的结晶器钢水流场分布与液面形貌进行了仿真模拟,并分析了电磁制动对液面波动的影响。结果表明,基于固定的工况环境,电磁制动电流值为175 A时钢水流场分布均匀,钢水液面流速相对最低,最高流速约为0.6 m/s,同时液面高度差与剪切角相对最小。该条件最有利于减少因坯壳不均或液面卷渣造成铸坯缺陷的概率。电流值225 A相比125 A时,钢水液面位置磁感强度仅提高0.02 T,液面到达稳定时间仅缩短约1 s。因此存在综合评判下的最优电流值。     

马钢低碳钢板坯高拉速连铸技术的应用

为了进一步解决连铸高拉速条件下的板坯质量问题,马钢有针对性地开展了低碳钢板坯高拉速连铸技术研发工作。通过采用高效连铸防粘结技术、高效强冷结晶器控制技术、低黏度保护渣优化控制技术、水口堵塞控制技术、动态二冷凝固控制技术等技术措施,解决了高拉速条件下出现的坯壳凝固不均匀、结晶器卷渣、铸坯质量等技术难题;稳定提升1 200 mm宽断面(厚度230 mm)低碳钢铸坯拉速至1.8 m/min;拉速由1.6提至1.8 m/min之后,炉均可减少浇铸时间2.5 min,连铸平均连浇炉数达到6炉以上。技术改进后,有效缩短了浇铸周期,提高了生产效率。     

低碳钢板坯夹渣缺陷分析及控制

某炼钢厂生产低碳钢中厚板坯时,在较高拉速（1.6~2.1 m/min）下,铸坯表面质量正常;当拉速降低至1.2~1.3 m/min时,连铸坯表面出现暗灰色无规律分布的长条状及块状质量缺陷;电镜能谱分析表明,缺陷处含有结晶器保护渣。通过建立铸坯传热数学模型,分析了不同拉速下结晶器内温度场分布,并据此优化了保护渣物理化学性能.表面夹渣缺陷率由11.2%降低到0.9%,取得了较好的应用效果。     

高拉速方坯连铸结晶器钢渣界面行为特征

对于高拉速连铸,结晶器内高通钢量下的钢液与保护渣流动行为控制是保证结晶器区合理凝固与冷却控制的重要一环。通过建立三维方坯连铸结晶器内多相流动、传热与凝固耦合数学模型,研究结晶器内高速钢液瞬态流动现象及其对液面波动与保护渣流动的影响。结果表明,结晶器内高速钢液冲击钢渣界面使弯月面处形成明显的凸起,同时导致水口附近界面波动剧烈。液态保护渣的流动行为受液面波动影响较大,不连续的保护渣流入造成了厚度不均匀的固态渣膜形成,不规整的固态渣膜转而又阻碍了液态保护渣的流入。     

保护渣对结晶器热流的影响

对比5种中碳钢保护渣对结晶器热流的影响,发现不同的保护渣对结晶器的热流有明显的影响,结晶器热流过大或热流稳定性越差铸坯产生纵裂的概率越大.对渣膜取样研究表明,保护渣对结晶器热流的控制是通过渣膜结构来实现的,要得到控制热流好的渣膜结构必须保证渣膜的高结晶率.总结出了适合邯钢中碳钢生产的保护渣组成.     

消失模铸造充型过程数值模拟

运用PROCAST软件对板形铸钢件的消失模充型过程进行了数值模拟。考察了阶梯式浇注系统的充型顺序以及底注式浇注系统的充型形态，另外研究了底注式浇注系统的浇注速度对缺陷形成的影响。模拟结果表明，消失模铸造中，金属液优先从阶梯式浇注系统的上层内浇道充型，充型前沿流动紊乱，铸件容易出现气孔或夹渣；对于底注式浇注系统，充型前沿的流动相对平稳，但过快的浇注速度同样会导致气孔或夹渣缺陷。     

低碳钢高拉速板坯保护渣的工业试验与应用

提高连铸机拉速是炼钢产线提率的有效手段,而连铸保护渣是高拉速连铸技术中的重要技术环节。从保护渣的理化性能、使用性能和使用效果等方面对3种低碳钢高拉速保护渣(I、II、III)在工业现场开展了对比研究。通过初步工业试验发现,保护渣III的液渣层厚度合理、消耗量高、摩擦力低、传热能力强、饱和热通量高、热轧板卷的夹渣指数低。将保护渣III用于低碳钢板坯高拉速常规化生产,以1.80~1.95 m/min的拉速共浇注500多炉低碳钢,未发生黏结报警,夹渣降判率仅为0.47%。