方坯结晶器多锥度分析

基于坯壳应力遗传特性建立铸坯热力耦合模型,利用ANSYS对结晶器内铸坯进行铸坯传热及应力分析。依据最小气隙原则对结晶器锥度进行优化,分析了单锥度和多锥度对坯壳凝固行为的影响。结果表明:采用两种锥度形式的结晶器,铸坯角部凝固行为存在明显差异,而表面中心区域基本一致。单锥度结晶器内气隙分布较广,角部热流明显降低,在偏离角部12～22 mm处存在"热点"。多锥度结晶器内气隙宽度和存在范围显著减少,"热点"消失,多锥度结晶器更符合坯壳凝固收缩规律。     

连铸圆坯结晶器锥度优化设计研究

基于圆坯轴对称性和坯壳应力遗传特性,建立二维纵向切片热力耦合模型,利用有限元软件ANSYS对结晶器内铸坯传热及应力进行分析。根据结晶器内坯壳的收缩以及气隙的分布,依据最小气隙原则对结晶器锥度进行优化。经过三次优化计算,得到Q195钢圆坯结晶器锥度曲线。优化后的圆坯结晶器内腔呈抛物线形状,总锥度1.88%/m。在分析工艺条件下,使最大气隙降低为0.021 mm。     

钢的连铸过程结晶器与铸坯之间的传热分析

针对连铸过程中的结晶器传热模型，分析总结了结晶器与坯壳之间的热阻构成，并研究了结晶器壁和坯壳界面热流的影响因素，为传热模型的求解和结晶器锥度的优化设计提供了理论依据。     

结晶器铜板锥度研究现状及发展趋势

结晶器锥度是结晶器设计的一个重要参数,对拉坯速度和坯壳质量产生很大影响。文章简介了结晶器铜板锥度的定义,数值模拟技术对结晶器锥度的研究状况,锥度结晶器的应用情况以及一些特殊类型的结晶器。总结了以往结晶器锥度设计经验,讨论了结晶器锥度设计中存在的问题,并指出了数值模拟技术研究结晶器锥度的发展方向。     

结晶器角部锥度对方坯温度及应力场的影响

通过调整气隙厚度模拟结晶器角部锥度变化,使用有限单元法计算出不同锥度下方坯坯壳内的温度及应力场,明确了结晶器角部锥度对方坯温度及应力分布的影响.     

武钢新3#铸机结晶器足辊安装参数工艺优化

武钢新3#铸机在浇注过程中存在结晶器锥度不稳定、板坯三角区裂纹等主要问题．在分析足辊工作原理的基础上，对足辊间距、结晶器下口宽度、坯壳鼓肚量等参数进行迭代计算，使不同断面条件下的结晶器足辊安装工艺参数量优化，生产实践表明，结晶器倒锥度异常变化减少50％，铸坯特裂发生率减少1／3。     

日开发方坯高速连铸用结晶器

据日刊《材料与工艺》报道 ,在方坯连铸机上采用高速连铸技术是提高连铸生产率的有力手段。以往 ,高速连铸普遍存在着结晶器内不均匀凝固引起的菱形变形、角部裂纹和拉漏等问题。为此 ,日本有关公司开发了方坯高速连铸用结晶器。该结晶器采用抛物线锥度以抑制拉坯阻力的增加 ,使凝固壳均匀 ,角部的锥度率和面部间的锥度率可强立设定。实践证明 ,这种结晶器可采用 4 6m/min的高速稳定地进行连铸 ,结晶器内的散热量比普通结晶器增加 2 5 %～ 30 % ;拉坯阻力小 ,菱形变形减小 ,内部裂纹和内部疏松也明显减少。日开发方坯高速连铸用结晶器@张嘉…     

方坯表面纵裂的数值模拟研究

针对ER80-G钢165 mm×165 mm方坯纵裂问题,基于连铸坯壳应力遗传特性,采用有限元软件ANSYS建立二维方坯热力耦合分析模型,对结晶器锥度进行了优化分析。结果表明:原结晶器锥度小,导致"热点"区域坯壳生长减缓;保护渣转折温度高,加剧了气隙影响。原结晶器角部区域最大气隙1.46 mm,坯壳表面温度最高差值130℃,"热点"区域比表面中心坯壳厚度减薄1.5 mm。通过锥度优化消除了热点现象,结晶器出口处距角部15 mm区域坯壳厚度由12.3 mm增加到19 mm;同时将保护渣转折温度由1 200℃调整到了1 050～1 100℃,促进坯壳与结晶器之间的润滑,裂纹发生率由2%下降到0.46%。     

高效连铸抛物线锥度结晶器的研究与设计

应用凝固理论对高效连铸条件下结晶器内初生坯壳生长规律、铸坯的凝固收缩特性进行了系统研究。利用结晶器锥度设计的最小气隙原则,建立结晶器设计计算模型,开发出高效连铸抛物线锥度结晶器设计系统。该系统可依据工艺条件设计出满足不同钢种和拉速条件的结晶器锥度、内腔曲线方程、上下口以及任意间位置的内腔尺寸,为结晶器的生产提供操作数据和理论依据。最后分别讨论了钢种、结晶器长度、拽坯速度、铸坯断面尺寸与结晶器锥度、凝固收缩系数的关系。     

天钢集团二炼钢厂小方坯连铸进行提高拉速和作业率的改造

天钢集团二炼钢厂,小方坯连铸机原为引进德马克机型,在生产中逐渐出现了振动参数不合理;Ⅰ、Ⅱ冷的供水能力低;冷却强度差;一点矫直,拉坯阻力大,并且不能带液芯矫直等缺陷;严重制约着小方坯连铸走高效化之路。 1999年5月,结合我厂实际和各兄弟厂家的先进经验,对方坯2~#机进行了技术改造。 1 提高结晶器冷却强度。增加结晶器供水量,改进结晶器锥度,由单锥度改为连续锥度(抛物线型),从而提高铸坯出结晶器的坯壳厚度。     

方坯结晶器内气隙分布的数值分析

基于连铸坯壳应力遗传特性建立二维方坯热力耦合模型,利用有限元分析软件ANSYS多载荷步法进行求解。模拟并对比了三种不同结晶器锥度值下的铸坯气隙生成及其分布规律。结果表明：离弯月面60~72mm角部首先出现气隙,随后向铸坯表面中心逐渐扩展,在结晶器出口处仅铸坯表面中心区域坯壳与结晶器存在接触。在结晶器上部300mm内气隙生长速度较快。随着离开弯月面距离增加,气隙生长速度逐渐降低。气隙宽度沿结晶器高度方向分布基本符合抛物线规律。随着锥度增加,气隙出现时机逐渐推迟,气隙宽度和存在范围也相应缩小。     

日钢板坯连铸SPA-H钢液位波动原因分析及控制

分析日照钢铁SPA-H钢连铸过程造成结晶器液面波动大的主要原因为:SPA-H为亚包晶钢,出结晶器坯壳薄且不均匀,在二冷区后,由于辊间距较大,在钢水静压力下,铸坯鼓肚,随着铸坯在扇形段的运行,鼓肚被压缩,如此反复,引起结晶器液面波动;锥度设置偏小、钢中蔷薇辉石夹杂等原因增加铸坯坯壳形成的不均匀性,加重液面波动。通过增大结晶器、二冷水流量,降低钢水浇铸过热度、增大钢种锥度设置、优化脱氧工艺等措施,SPA-H钢液面波动率由21%降低至4.4%。     

结晶器内连铸坯的热和应力状态数值模拟

针对碳钢在连铸结晶器内的凝固过程,考虑铸坯和结晶器内的接触状态,利用ANSYS软件建立了完全热力耦合的三维稳态有限元模型,模拟出结晶器区域内的热和力学状态,包括铸坯应力场、气隙分布规律以及整个结晶器内钢液温度分布等。结果显示,铸坯出结晶器时坯壳外层处于压缩状态、内层处于拉伸状态,内外表面应力分别为279、311 MPa,凝固前沿处应力为3 MPa左右,处于材料的极限强度范围,有产生裂纹的可能。锥度结晶器有利于钢液凝固换热,采用0.7%/m的倒锥度设计后,气隙量较无锥度结晶器最多减少了42%。     

结晶器厚度方向锥度对铸坯质量的影响

从铸机结晶器参数入手，对比了不同类型铸机所生产铸坯表面纵裂纹的差异。认为结晶器厚度方向锥度小是导致铸坯表面产生纵裂纹的主要原因，锥度越大越有利于降低铸坯表面纵裂纹的发生率。通过研究结晶器的发展过程指出，在结晶器设计过程中，厚度方向的锥度应满足钢种的凝固收缩，尽量减少气隙，改善传热，降低铸坯缺陷。     

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     

用于连铸漏钢坯壳的三维厚度检测技术

利用激光扫描仪精确检测漏钢发生后坯壳的厚度。坯壳厚度的变化与结晶器热监测数据有关。详细的三维厚度扫描证实结晶器里可能发生坯壳厚度局部变化。结合结晶器热监测数据,厚度变化的根本原因被确认。以DSP高速薄板连铸机的两个漏钢实例为例,讨论了漏钢坯壳。第一次漏钢与宽边的大型夹杂物有关。第二次漏钢发生在窄边,与局部坯壳变薄和错误的锥度设定有关。这两种情况中,漏钢都与坯壳厚度的局部减少有关。结晶器相应位置的坯壳温度降低,说明钢水和结晶器铜板之间产生气隙或绝缘层。用CON1D计算,证实了绝缘层的存在。应用CON1D有助于更好地理解导致这类漏钢产生的原因或行为。     

本钢连铸低碳铝镇静钢窄侧漏钢原因分析

由于近期我厂连铸在生产过程中出现低碳铝镇静钢窄侧漏钢及铸坯窄侧鼓肚现象较为严重，根据对结晶器冷却水量、锥度及保护渣等方面的研究发现，大水量下结晶器的拔热量并不大．坯壳形成不是均匀增厚．这正是导致漏钢及窄侧鼓肚的根本原因。     

固体声系统早期识别连铸坯拉漏

据Stahl und Eisen No12,1990,P109报道,德国蒂森公司和振动测量仪表公司(SMS)合作,研制出一种早期识别连铸坯拉漏的智能自适应系统。在连铸操作发生变化,更换结晶器、改浇其他钢种和改变板坯断面尺寸以及结晶器形状时,该监视系统能够针对实际条件迅速实现匹配和最佳化。在浇铸期间,结晶器振动台架使结晶器沿正弦轨迹作上下运动,防止坯壳粘附在铜板上。同时结晶器内添加浇铸保护渣,加强润滑。连铸坯离开结晶器时,坯壳厚度通常为10～15mm。如果坯壳粘附在铜板上,由于     

结晶器内坯壳应力分析方法的优化

在考虑连铸坯壳应力遗传特性的基础上,建立了结晶器内坯壳的二维应力分析模型,利用ANSYS的初应力方法实现了坯壳应力遗传行为分析。分析结果表明,与传统应力模型相比,遗传分析模型坯壳的位移和应力分布规律基本相同,但应力值存在明显差距。拉速对坯壳应力存在显著影响,而浇注温度影响很小;在正常范围内锥度对坯壳热应力的影响较小。     

宝钢厚板连铸机结晶器凝固传热模型的研究和开发

以宝钢厚板连铸机结晶器一冷传热过程为研究对象,结合高温铸坯在结晶器内的实际热量传输规律,建立了宝钢厚板连铸机结晶器凝固和传热模型.结晶器内凝固传热过程分为凝固坯壳传热、缝隙间传热和结晶器铜板传热,其中结晶器缝隙问传热模型综合考虑了气隙、保护渣和振痕对传热的影响.利用Fortran语言对模型进行编程,开发出相应的结晶器凝固和传热仿真软件Moheat.结合厚板连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证.所得计算结果符合实际测量值.利用该软件能够对不同生产工艺下的凝固坯壳厚度、坯壳表面温度、结晶器铜板温度、冷却水温差以及结晶器理想锥度等进行计算,分析和优化结晶器一冷制度,指导连铸生产.