圆坯连铸温度场模拟

耦合温度场和流场 ,建立了圆坯连铸铸坯温度场的二维稳态柱坐标数学模型。用该模型模拟了国内某钢铁公司Φ178mm圆坯连铸铸坯内温度场分布 ,以渐变色形式模拟显示了圆坯连铸铸坯中心断面温度场分布 ;在温度场的基础上 ,模拟了铸坯凝固壳的厚度变化 ;模拟显示了结晶器内的钢液流动 ;采用铸坯传热数学模型在不同拉速及过热度下进行计算 ,系统分析了拉速及过热度对凝固末端位置、出结晶器坯壳厚度的影响。凝固末端位置的计算结果与现场实测结果一致 ,从而证明了模型的合理性。本研究模拟出的温度场分布和铸坯坯壳厚度 ,为优化工艺参数 ,提高铸坯质量提供了理论依据     

基于ProCAST的圆坯连铸凝固过程数值模拟

圆坯连铸在凝固过程中极易产生裂纹,从而影响了铸坯的质量。以300 mm圆坯连铸为研究对象,运用ProCAST软件建立了一维传热数学模型,计算铸坯的温度场,模拟分析拉速、二冷水比量对铸坯表面温度的影响。模拟结果表明,拉速和二冷水比量对铸坯表面温度具有较大影响,生产中必须保持恒定的拉速和合适的二冷水比量,才能够有效避免铸坯裂纹的产生,得到优质的铸坯。     

连铸工艺因素对铸坯凝固过程影响的模型研究

建立了武钢连铸板坯凝固传热数学模型，计算凝固过程温度场分布，应用模型探讨了连铸工艺因素对铸坯温度和凝固过程的影响，并提出提高铸坯温度的工艺手段：适当提高拉速、控制二冷喷水量和改善二冷末端冷却方式，能提高铸坯温度，提高浇注过热度对高温出坯不利。     

φ 150 mm铸坯的不良形状及其控制

某钢厂采用五机五流连铸机生产的φ150 mm铸坯外形不良，即不圆度严重超标，以致拉速被限制在仅为1.8～2.1 m/min的低水平。试验发现，φ150 mm铸坯形状不良的主要原因是冷却不均匀导致的热变形。通过连铸冷却工艺、二冷设备以及拉矫机压力系统的优化，彻底解决了φ150 mm铸坯形状不良的问题，拉速提高到了2.5 m/min。     

Q215连铸坯二冷配水的研究

分析了Q215凝固时的结晶特性,计算了小方坯连铸机在2.4m/min拉速、不同二冷配水下铸坯的温度场和凝固前沿温度梯度.在弱水冷却时,铸坯坯壳凝固前沿和坯壳的温度梯度比较小,得到细小的柱状晶和小量等轴晶.连铸坯中间裂纹主要与二冷水相关,弱的二冷配水可降低或消除中间裂纹.     

连铸工艺参数对板坯凝固终点的影响

以Q235钢为试验对象,利用射钉法在铸坯1/4位置处测量出230 mm×1 510 mm断面在1.05 m/min拉速下的坯壳厚度,以此为基础,优化凝固计算模型,确定液相穴长度及凝固终点,并验证了铸机预报结果;通过计算结果分析连铸拉速、浇铸过热度及二冷比水量等工艺参数对连铸板坯的凝固终点位置的影响,得到了液芯长度与拉速、比水量等工艺参数之间的拟合关系,从而获得铸坯的凝固规律,为铸坯凝固末端轻压下及电磁搅拌技术的应用提供了有效的依据。     

OSP连铸坯二冷凝固过程的研究

应用有限元仿真软件MSC．Marc,采用二维切片法,以邯钢CSP薄板坯连铸生产线为研究对象,分析铸坯在二冷区的凝固传热规律。结果表明,在二次冷却区,拉速增大0．1m／min,铸坯表面温度将升高10℃左右,出结晶器坯壳厚度减少约0．26mm,液相穴长度延长约0．16m;过热度增大10℃,铸坯表面温度提高15℃左右,出结晶器口铸坯的厚度减薄0．65mm,液相穴长度延长约0．2m;冷却强度增大10％,铸坯表面温度降低,第四冷却段最明显,约40℃左右,液相穴长度减少约0．27m,结晶器出口铸坯的坯壳厚度基本没有发生变化。     

连铸坯凝固传热数学模型的研究

建立连铸坯凝固传热数学模型，利用现场实测数据对所建模型进行了验证，并对影响铸坯温度和坯壳厚度的拉坯速度、浇注温度、二冷区水量等因素进行了分析。结果表明：模型的计算精度满足实际生产的需要，影响因素中，拉坯速度和二冷区水量对铸坯温度和坯壳厚度的影响最大。因此调节拉速，改善二冷区制度是铸坯生产工艺中的重要操作。     

连铸大方坯自然热收缩行为的有限元模拟分析

结合国内某钢厂360 mm×450 mm大方坯连铸的实际生产工艺,利用商用有限元软件MSC.MARC对连铸大方坯自然热收缩行为进行三维热力耦合模拟。本次有限元模拟采用热弹塑性模型,研究不同拉速下铸坯温度场与凝固收缩规律。研究结果表明：拉速越高,温度变化越慢,铸坯总收缩量越小;拉速越小,温度变化越快,铸坯总收缩量越大;铸坯在宽度方向和厚度方向表现出不同规律的自然热收缩行为。     

方坯连铸拉速波动时铸坯温度场的研究

根据连铸大方坯的凝固传热特点，应用二维非稳态传热有限元数学模型，分析在拉速波动过程中铸坯凝固时的温度分布情况，为避免在生产中由于拉速波动而产生缺陷提供了一定的理论依据。     

大方坯轴承钢GCr15凝固传热数值模拟

以某钢厂断面尺寸为280 mm×320 mm大方坯轴承钢GCr15为研究对象,借助ProCAST软件,建立了二维大方坯凝固传热模型,研究了拉速、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响,同时通过对铸坯中心固相率的研究,确定了与末端电磁搅拌位置、轻压下区间相匹配的最优拉速。结果表明,拉速的变化对铸坯中心固相率、凝固终点位置的影响最大,比水量的影响较大,过热度的影响最小;拉速每增加0.1 m/min,凝固终点平均增加1.97 m,二冷比水量每增加0.1 L/Kg,凝固终点平均减小0.82 m,过热度每增加10 ℃,凝固终点平均增加0.27 m。最佳拉速为0.85 m/min,此拉速下末端电磁搅拌位置和轻压下区间与铸坯合理的中心固相率相匹配。     

Φ150mm圆坯连铸机提拉速工业试验

为提高产能,对圆坯连铸机进行了提拉速工业试验,测定了试验钢种20G的高温力学性能,对二冷设备进行了改造,对钢水过热度、结晶器振动参数及二冷配水等工艺参数进行了调整。试验结果表明,使用改造后的设备和工艺,Φ150mm圆坯连铸拉速可由原来的2.0m/min提高到2.5m/min,铸坯表面温度合理,质量良好。     

大圆坯连铸传热数值模拟

以北满特钢连铸大圆坯为研究对象,采用有限差分法,建立极坐标二维非稳态连铸圆坯凝固传热数学模型。利用vb6.0编译传热程序,经现场生产测温验证,模拟结果良好。利用模型研究了拉速、过热度对圆坯表面温度和坯壳厚度的影响。结果表明拉速对圆坯凝固传热过程影响很大;过热度影响很小。     

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。     

动态二冷水控制系统在圆坯连铸中的应用

本文介绍了某钢厂圆坯连铸生产线动态二次冷却水控制系统的结构、特点以及应用.系统应用了铸坯凝固传热仿真模型、动态参数调整和有效拉速控制多种方法,很好地满足了铸坯在稳态和非稳态情况下对二次冷却水量的要求.实践证明,此系统配置合理,运行稳定,对于连铸生产线提高铸坯质量具有重要意义.     

圆坯连铸结晶器锥度的优化设计

建立了φ180mm圆坯二维热应力模型。根据φ180mm圆坯的数学传热模型,结合实测的边界条件计算出不同拉速下铸坯的收缩规律;建立了结晶器二维热应力模型,计算不同拉速下结晶器的温度场和变形量,从而设计出不同拉速下φ180mm圆坯的连铸结晶器锥度。结果表明,结晶器的最优锥度为多锥度的抛物线曲线,结晶器的锥度随着拉速的升高而减小。     

小方坯连铸机凝固传热软件的编制

应用数值传热学基本理论,分析了小方坯连铸机在结晶器和二次冷却区凝固传热的特点,并结合现场实际,使用Delphi开发工具编制了小方坯连铸机凝固传热软件。通过实际生产数据对软件进行校正,对铸坯进行了数值模拟计算,结果表明：当浇铸断面为165 mm×165 mm的铸坯时,拉速每增加0.1 m/min时,结晶器末端坯壳厚度减少0.5～0.8 mm,切割枪处表面中心温度升高12 ℃。     

S355NL连铸圆坯表面横裂纹形成原因分析及改进

对S355NL连铸圆坯表面横裂纹形成原因进行了低倍和高倍凝固组织研究,并对裂纹区域微观凝固组织进行了能谱成分分析,根据分析结果推测：表面横裂纹萌生于结晶器,出结晶器后在二冷区扩展,进入矫直阶段裂纹沿着振痕波谷处发生了撕裂和贯通。实践表明,通过采取提高拉速8.69%、降低二次冷却水强度10%和采用包晶钢专用保护渣的措施可预防包晶钢表面横向裂纹的发生。     

连铸圆坯凝固微观组织数值模拟

在连铸和随后的生产工艺中预测和控制钢材的微观结构是生产制造满足高质量要求的特殊钢的一项非常重要的任务。连铸过程是一个非常复杂的过程,在这一过程中伴随着热量传输、质量传输、凝固和相变。在CAFE模型中,元胞自动机方法与连铸过程中传热计算进行耦合。利用ProCAST软件对连铸圆坯的凝固过程进行仿真模拟,通过连铸坯温度测量证明预测的连铸坯表面温度与实际比较接近。应用CAFE法实现了连铸坯凝固过程三维微观组织及其形成过程的模拟,通过对比试验和模拟的圆坯的宏观结构对模拟的结果进行了评价,证明模拟结果与试验结果吻合。