MCCR产线低碳钢高拉速技术研究与应用

通过统计和分析现场数据,得出限制MCCR薄板坯连铸连轧低碳钢拉速提高的主要因素为结晶器热像图中的冷齿和结晶器液面波动,对冷齿和液面波动的成因进行研究,并提出有效控制措施。研究结果表明,结晶器热像图中的冷齿与结晶器弯月面凝固收缩特性相关,受冷却铜板厚度、碳当量、拉速及保护渣影响,反映到铸坯实物上为凹陷或者裂纹缺陷,需合理匹配形成最优参数组合,以降低因冷齿造成的漏钢风险。当结晶器铜板厚度减薄量在6.7%以内时,一冷水维持原设计流量;当结晶器铜板厚度减薄量在6.8%～11.1%时,拉速4.0 m/min以上时需降低10%的一冷水流量;当结晶器铜板厚度减薄量在11.2%～15.6%时,所有拉速下需降低18%的一冷水流量,同时使用高碱度B型保护渣。针对高拉速下结晶器液面波动问题,通过数值模拟研究浸入式水口插入深度、拉速、结晶器断面宽度及电磁制动等参数对结晶器内流场和温度场的影响规律,得到不同拉速和不同断面条件下电磁制动电流的合理配置,使得拉速达到5.5 m/min时钢液面最大流速仍小于0.3 m/s。上述研究结果应用后,结晶器冷齿问题得到有效缓解,110 mm厚的薄板坯最高拉速达到5.8 m/m...     

方坯连铸过程中拉速波动对结晶器液面波动影响的研究

本文通过从现场采集的24小时连铸生产的结晶器液面波动和拉速波动数据,绘制了结晶器液面即时位置和液面波动随时间的变化曲线,拉速波动曲线,用薄铁片测量了结晶器液渣层的厚度和形状。对比分析了结晶器液面即时位置与液面波动,以及即时拉速和拉速波动的关系,结晶器液面波动等于液面即时位置减去液面平均位置,拉速波动等于即时拉速减去平均拉速,讨论了拉速波动对结晶器液面波动的影响。研究结果表明:结晶器液面波动随拉速的增加或降低而变剧烈,拉速变化在一定程度上影响了结晶器液面波动,但不是惟一的影响因素。     

方坯连铸过程中拉速波动对结晶器液面波动影响的研究

通过从现场S20C中碳钢小方坯24 h连铸生产的结晶器液面波动和拉速波动数据,绘制了结晶器液面即时位置、液面波动曲线和拉速波动曲线,并用薄铁片测量了结晶器液渣层的厚度和形状。讨论了拉速波动对结晶器液面波动的影响。结果表明,结晶器液面波动随拉速的增加或降低而变剧烈,拉速变化在一定程度上影响了结晶器液面波动,但不是惟一的影响因素。     

拉速对结晶器平均热流的影响

通过计算8088块板坯的平均热汉研究了拉速对板坯结晶器平均热流的影响结果表明：拉速对结晶器宽边的平均热流有显的影响,拉速在0．6－1．2m/min范围内,结晶器宽边平均热流随拉速提高而增加,当拉速超过1．2m/min后,结晶器宽边平均热流随拉速增加而提高的幅度变得很小;结晶器窄边的平均热流较宽边的热流约低0．2MW／m^2,当拉速超过1．2m/min后,结晶器窄边的平均热流仍可随拉速的进一步提高而增加。     

拉速对小方坯结晶器液面波动影响的数值模拟

利用流体力学软件Fluent建立180 mm×180 mm铸坯结晶器内"钢-渣"两相流模型,对结晶器液面波动行为进行数值模拟,研究浸入式水口自结晶器中心位置偏离量(0~30 mm)和拉速(2.0~3.0 m/min)对结晶器液面波动行为的影响。发现在相同浸入式水口偏离量下增加拉速,钢液面波动的整体趋势增加,且偏移量与拉速越大,液面波动增幅越大;低拉速时,波谷出现在水口边缘,水口周围剧烈波动;高拉速时,波谷出现在结晶器右壁面,使得钢液液面波动加剧,容易产生卷渣。     

不同断面及拉速对结晶器液面波动的影响

针对国内某钢厂1 450 mm×230 mm板坯连铸结晶器生产情况，利用相似原理，建立相似比为0.6的物理模型。采用墨水进行流场显示试验，观察钢液从水口进入结晶器的扩散过程，通过数据采集系统对结晶器液面波动情况进行检测，对所采集液面波动数据采用1/10大波波高进行分析，研究不同断面及拉速对结晶器液面波动的影响，并对不同断面结晶器下所对应的拉速做出优化。结果表明，结晶器两侧的流场轨迹基本对称分布；结晶器宽度和拉速的增加均会导致结晶器液面波动幅度增大，随着结晶器宽度的增加，窄面附近的液面波动波幅增加最小，结晶器水口附近液面波动波幅增加最大；当结晶器拉速增大时，液面波动的剧烈程度基本符合窄面附近处最大、SEN附近处次之、1/4宽面处最小的规律，但在结晶器宽度1 150 mm、拉速1.6 m/min条件下，水口处波动大于窄面附近。在结晶器宽度为1 150 mm、拉速为1.6 m/min,结晶器宽度为1 450 mm、拉速为1.4 m/min和结晶器宽度1 750 mm、拉速为1.2 m/min工况下结晶器液面波动比较合理。     

H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的数值模拟

以950 kg/m H型连铸坯结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了水口浸入深度125 mm和175 mm时拉速（0.6~1.2 m/s）对结晶器内钢液传递特性的影响。结果表明,不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似,但随着拉速的增大,结晶器内钢液流股冲击深度增大和结晶器自由表面流速增大,保护渣熔化状况有改善趋势,同时结晶器液面波动和钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势。而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低,其中大颗粒夹杂物去除率降低显著,当拉速由0.6 m/min增至1.2 m/min时,100μm夹杂物的去除率由16%降至10%。该模拟条件下,20~100μm夹杂物去除率在4%~16%。     

热轧板边裂缺陷成因及控制

针对河钢唐钢1 700线生产的热轧板边裂缺陷多的问题,利用扫描电镜对其产生原因进行了分析。结果表明,板卷边裂的产生与结晶器锥度不合理、弯月面处铜板变形、钢水过热度和拉速不匹配、结晶器液位波动等因素有关。通过解决结晶器跑锥问题、选择合适的结晶器锥度、控制钢水过热度以及拉速、杜绝结晶器液面波动等措施,板卷边裂率由6.32%降至0.87%,产品质量大幅提高,控制效果良好。     

大板坯液压振动结晶器摩擦力检测与分析

对大板坯结晶器摩擦力进行了在线检测试验研究。分析了摩擦力在升拉速、换水口、粘结及降拉速时相关参数的变化特征,指出结晶器摩擦力与结晶器和铸坯的相对运动速度呈相同的变化趋势,前者的变化滞后于后者,且经反复震荡后与拉速保持一致;同时结晶器摩擦力可以预测粘结漏钢事故。     

太钢二炼钢结晶器液面波动的水模拟研究

对太钢二炼钢结晶器进行了水模拟实验,研究了水口倾角、水口浸入深度及拉速对结晶器液面波动的影响.根据实际生产情况,实验中拉速取值0.8 m/min、0.85 m/min、0.9 m/min;倾角取值10.、12.、15.;浸入深度取值60～160 mm(间隔20 mm).研究发现水口倾角、拉速对结晶器液面波动的影响较小,水口浸入深度对结晶器液面波动的影响较为显著,根据试验结果,将水口浸入深度由110mm调整为130 mm,OCrl8Ni9不锈钢冷轧板降级比例从6.38%降低到了4.80%.     

CSP结晶器内钢液流动的水模型研究

采用1:1水力学模型对厚度60 mm薄板坯连铸水口浸入深度220～310 mm、出口角度-30°～-60°、拉速4.2～6.0 m/min条件下CSP结晶器内钢液流动行为进行模拟研究。在拉速4.2～5.0 m/min时双侧孔水口下CSP结晶器流场股流冲击深度达850～1010 mm;流场内存在三个滞区,液面波动不稳定;水口角度对结晶器窄面和水口附近波动影响很显著,拉速对结晶器和窄面中心处波动影响较大,浸入深度对水口附近波动影响较大。     

低碳钢和中碳钢连铸方坯初始凝固的对比研究

以低碳钢和中碳钢为研究对象,围绕不同连铸工艺参数对方坯初始凝固行为的影响,利用CA-FE耦合模型模拟实际连铸过程结晶器内方坯的初始凝固行为,考察拉速和过热度对方坯出结晶器坯壳厚度的影响,对比二者出结晶器横截面枝晶微观形貌.研究表明:过热度和拉速增加均能使出结晶器坯壳厚度下降,而拉速的影响更为显著.不同钢种在相同条件下出结晶器坯壳厚度下降梯度不同.过热度越低柱状晶越致密细小,利于提高连铸坯质量,拉速对柱状晶的影响相对较小.由于出结晶器坯壳安全厚度限制,过热度取15℃,低碳钢拉速不能超过2.2 m·min^-1,中碳钢拉速不能超过2.5 m·min^-1,据此针对不同钢种设计不同拉速可提高连铸效率.同时,模型结果显示低碳钢出结晶器时刻柱状晶更为发达.     

淮钢方坯结晶器铜管温度的测定

通过分别在结晶器铜管内弧面、外弧面和侧面的不同位置埋设16支热电偶,并采用相应的测温软件,测定了不同拉速下铜管温度随浇注时间的变化关系,计算了不同高度上结晶器热流分布,分析了拉速对结晶器传热的影响。结果表明,开发的测温系统能够测量出铜管的温度场．结晶器热流与拉速之间没有明显的规律性变化。     

小方坯连铸拉速问题初探

连铸拉速的调整,一般都以中间包钢水温度为依据。通过分析结晶器内钢水凝固的不均匀性以及钢水放热和结晶器散热的热量平衡情况,可计算出基准状况下的最大工作拉速以及非基准状态下拉速调整量与结晶器冷却水量、进出水温差、中包钢水温度之间的定量关系,计算结果表明,上述三因素对拉速的影响系数以BY_2为例,分别为0.018、0.59、-0.0062,在连铸操作中,拉速调整应该以结晶器冷却水进出温差的变化为主要依据。     

板坯连铸机结晶器液面周期性波动的研究

根据连铸生产SPHD钢种时结晶器液面波动的特点,结合连铸工艺和工业生产数据分析研究,确定二冷区铸坯存在鼓肚,在拉坯过程引起坯壳内液腔周期性变化,继而造成结晶器液面周期性波动。分析不同拉速条件下结晶器液面波动情况,结果表明：不同拉速下,结晶器液面波动波长相近,而波动振幅随拉速的提高而增大。后续通过塞棒控制试验,优化相关参数,有效地控制了结晶器液面周期性波动。     

高拉速板坯连铸结晶器液面波动影响因素研究

应用CFX软件,模拟高拉速板坯连铸结晶器流场和液面波动,计算F数,研究了拉速、结晶器规格、水口参数、结晶器吹氩等因素对结晶器液面波动的影响。通过与F数对比,各因素对结晶器液面波动影响态势与F数基本一致。高拉速下,最佳F数值为3～5,此时结晶器液面波动小且平稳,结晶器液面钢液中心线流速为0．05～0．1m／s。     

基于FLUENT的结晶器出钢温度控制的研究

结晶器出钢温度是结晶器内钢水坯壳厚度判别的一项重要衡量指标。通过FLUENT软件对结晶器钢水流动温度耦合场仿真,阐述了出钢拉速对于结晶器出钢温度的影响,进而推算出出钢拉速、结晶器液位与其出钢温度的仿真控制模型,得出了结晶器出钢温度控制的实现方法。     

高拉速连铸结晶器关键技术研究

高拉速连铸结晶器关键技术研究是国家“九五”重点科技攻关课题“高效板坯连铸技术研究”的专题之一 ,由钢铁研究总院、北京冶金设备研究院、西安重型机械研究所和攀枝花钢铁公司共同承担。　　研究目标 :研制适应高拉速 (拉速 1.8m/ min)的新型板坯结晶器 ,使其主要性能方面达到或超过国外同类产品的相应技术指标。　　主要研究内容 :1铜板最佳材质及制造工艺研究 ;2结晶器铜板温度场测试及计算机模拟仿真计算 ;3结晶器结构优化及设计参数确定 ;4新结晶器总体设计。　　研制工作所取得的成绩 :1成分为 Cr0 .5～ 1.5 % ,Zr0 .10～ 0 .2 8%…     

板坯连铸机结晶器钢液卷渣的水模型研究

针对安钢超低头板坯连铸机结晶器液面卷渣现象 ,用 0 6∶1 0水模型 ,研究了水口浸入深度 30mm、6 0mm和 110mm时 ,铸坯拉速 1 0～ 0 7m min、水流量 2 6 2 4～ 18 4m3 min范围内水口浸入深度、拉速对结晶器内钢液卷渣程度的影响。提出卷渣指数J =V·h (t·H) ,式中V 拉速 ;h 1 10大波值 ;t 开始卷渣时间 ;H 水口浸入深度。结果得出 ,为防止安钢板坯结晶器液面卷渣 ,当水口浸入深度为 110mm时 ,拉速应≤0 90m min ;浸入深度 6 0mm时 ,拉速应≤ 0 85m min ;J应 <1 37× 10 - 2 mm s2 。     

不同拉速下内外复合冷却结晶器内钢液流场的数值模拟

运用流体力学分析软件Fluent,对方坯连铸内外复合冷却结晶器内钢液在流场温度场耦合作用下的凝固状况进行数值模拟.讨论了拉速对结晶器内钢液流场的影响.分析模拟结果表明:在浇铸温度不变拉速不同的条件下,结晶器内钢液的流动方式很相似,也就是结晶器内一但形成了湍流流动,拉速对结晶器内钢液的流动方式的影响不是主要的.