连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究

从传热与粘性流体力学的角度考虑,建立了铸坯与结晶器间保护渣的润滑模型。利用此模型,并在计算铸坯与结晶器温度场的基础上,确定了结晶器与铸坯间保护渣膜的厚度及存在状态。利用N-S方程推导了润滑膜中压强与速度分布以及保护渣消耗等物理量,同时计算了润滑区段的摩擦阻力,为进一步计算铸坯与结晶器间摩擦阻力提供支持。     

唐钢中厚板厂连铸保护渣结晶器渣膜矿相分析

为改善唐钢中厚板厂船板钢的浇铸条件以及铸坯质量,将现场所用保护渣A进行调整形成保护渣B。基于相图平衡计算,采用光学显微镜对保护渣A和B在结晶器内的渣膜进行观察,研究渣膜结构对保护渣润滑和传热的影响机制。结果表明,保护渣A析晶温度和析晶率较高,析晶矿相主要为导热系数大的黄长石,渣膜中存在不均匀分布的气孔,使得铸坯向结晶器传热较快且不均匀,并恶化铸坯润滑,导致发生黏结漏钢,且铸坯出现裂纹,轧材合格率为98.73%。而保护渣B析晶温度和析晶率相应有所降低,渣膜结构分层明显,存在玻璃层,析晶矿相有适量导热系数小的枪晶石,有少量气孔,能有效控制铸坯向结晶器壁的均匀传热,并保证润滑铸坯,避免了黏结漏钢,且显著减少了铸坯裂纹率,轧材合格率为99.65%。     

结晶器无氟保护渣渣膜的传热性和矿物结构

 结晶器和铸坯间的渣膜直接影响铸坯的润滑和传热,由于无氟保护渣特性不同于传统含氟渣,其传热特性以及它在结晶器内的热行为是研发的关键。因此,对结晶器无氟保护渣渣膜的传热和矿物结构进行了研究。研究结果表明：添加适当的Li2O、TiO2和Fe2O3,可使渣具有较好的流动性和较低的熔化温度,使渣膜的硅灰石相区缩小,黄长石相区扩大,从而减低渣膜的传热系数。     

板坯结晶器钢液流动传热和摩擦行为的数值模拟

结晶器摩擦力对连铸顺行非常重要,而钢液流动行为会影响铸坯温度场和保护渣分布,可能对铸坯摩擦力产生一定的影响.利用Fluent软件建立结晶器内钢液流动、传热三维数学模型,并将温度场数据导入Ansys计算铸坯应变,然后根据铸坯-保护渣-结晶器摩擦行为数学模型讨论了渣膜润滑情况,对比了不同水口底部形状下结晶器内液态、固态和总摩擦力.结果表明:不考虑水口射流时结晶器总摩擦力比考虑水口时增大约29.4％;浸入式水口底部形状分别为凸底、平底和凹底3种情况下铸坯窄面中心温度依次降低,凝固壳厚度依次增大,固态摩擦力依次增大,总摩擦力依次增大,液态摩擦力相差较小.     

高效连铸包晶钢大规格圆铸坯用保护渣的设计与实践

介绍了高效连铸包晶钢大规格圆铸坯用保护渣的设计和实践结果.阐述了包晶钢铸坯表面质量的特点、成因以及影响因素,分析了连铸高拉速和铸坯规格的大小对包晶钢铸坯表面质量的影响,指出了保护渣结构对铸坯在结晶器中水平传热和润滑的影响.采用调整保护渣组分来控制铸坯在结晶器中水平传热和润滑的设计思路与方法,设计出的高效连铸包品钢大规格圆铸坯用保护渣满足了产品质量和生产要求.     

液压振动下板坯连铸结晶器摩擦力检测实验研究

结晶器和铸坯之间的润滑与摩擦行为是影响连铸坯质量及生产效率的重要因素.基于宝钢板坯连铸试验平台,开展了液压振动下的结晶器摩擦力检测实验研究.通过检测不同振动参数下,冷态和拉坯时振动系统输出力的变化情况,计算出结晶器与铸坯间摩擦阻力.分析了摩擦力的周期变化行为,讨论了拉坯过程中相关参数的变化特征.为探究结晶器与铸坯间摩擦行为、优化与开发连铸工艺等提供实验基础与技术支持.     

外加液态保护渣连铸生产实践与前景展望

 外加液态保护渣可以提高铸坯质量和可浇性。在某厂板坯连铸机上,分别采用液态保护渣和固态保护渣进行多钢种浇注试验,对比液态保护渣和固态保护渣消耗量、结晶器温度分布、拉坯摩擦力及铸坯质量,并对液态保护渣的应用前景进行展望。结果显示,液态保护渣比固态保护渣消耗量增加60%左右,结晶器温度分布更均匀,连铸拉坯摩擦力降低约15%,铸坯质量有所提高。这说明在连铸过程中,液态保护渣使结晶器和铸坯间传热更均匀;液态保护渣润滑效果更好,可以提高铸坯质量。同时,有望不添加F-、Na+等有害离子,改善环保问题。     

圆坯连铸用保护渣热状态的数值计算及其可视化

根据传热学原理,采用有限差分法对圆坯连铸弯月面上保护渣的热状态进行了数值计算.计算结果较好地预测了弯月面上液渣与固态渣层的温度及厚度分布,并以此研究了保护渣的物理性能和相关的工艺参数对保护渣各层厚度的影响.为准确计算结晶器与铸坯间渣膜的厚度,在计算温度场的同时通过引入修正的经验公式,对渣膜厚度进行初步计算,并将其对径向热流的影响反作用于温度场,反复迭代,最终得到与实测温度数据和文献提供的渣膜厚度数据一致的计算结果,证明此方法简易可行.最后实现了铸坯/结晶器及渣层热状态的可视化.     

正弦振动结晶器摩擦力与负滑脱参数对比分析

结晶器摩擦力是反映结晶器与铸坯间相互作用、评价保护渣润滑性能的重要参数.由于摩擦力的检测与计算比较复杂,一般通过对振动工艺参数的理论分析来估算结晶器与铸坯间的润滑与摩擦.基于液压振动装置的板坯连铸试验平台,对结晶器摩擦力和振动速度进行了检测实验研究.通过对理论与实测计算结果的对比分析,讨论了结晶器摩擦力状态与负滑脱参数的关系及二者随拉速的变化趋势.该研究在制定适宜的振频-拉速匹配关系、定量理解结晶器与铸坯间的瞬态摩擦行为等方面具有一定的指导作用.     

结晶器与铸坯间保护渣传热性能的研究现状

概述了铸坯与结晶器间的保护渣传热,总结了国内外近年来关于保护渣传热检测方法和传热计算的研究现状,并指出现有保护渣传热性能检测方法为一维传热原理,可以反映保护渣的基本传热性能并作为选择保护渣的依据.认为目前的研究只对保护渣的渣膜结构进行了简单的处理或忽略了结晶器弯月面区域的保护渣传热,需进一步加强铸坯与结晶器间保护渣的传...     

中薄板坯高拉速连铸结晶器平均热流研究

对引进的中薄板坯高拉速铸机结晶器平均热流进行了研究，分析了拉速、冷却水量、结晶器锥度、浇注温度等因素对平均热流的影响，并对其一些传热特点进行了讨论。     

薄板坯连铸保护渣的研制及使用

通过对保护渣理化性能、熔化特性的基础研究，确定了适合高拉速薄板坯连铸用保护渣的组成及成分范围。利用数值仿真建立的传热数学模型确定的保护渣熔化温度，粘度被实践证明是合理的，这为保护渣的研究提供了理论依据。通过工业性试验的应用证明所研制的保护渣系能满足薄板坯连铸的需要，使用效果良好，为我国高速连铸用保护渣的配制提供了方向。     

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。     

薄板坯连铸结晶器铜板温度及热流密度分布

薄板坯连铸结晶器的传热过程直接影响到铜板的寿命,有必要研究薄板坯连铸结晶器的传热特征。为了研究薄板坯结晶器的热流密度,通过开发的结晶器温度监测软件检测了珠钢结晶器铜板的温度。根据在线实测的铜板温度以及薄板坯连铸机冷却参数,建立了薄板坯结晶器铜板传热模型,计算并验证了结晶器热流密度的分布函数,同时通过二次回归得出了结晶器热流密度与结晶器高度的关系式。结果表明,在宽度方向上铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,距离弯月面越近,热流密度和温度的波动越大。弯月面处热流密度值大于4．2MW／m^2,是造成结晶器铜板被侵蚀的主要原因。     

中碳钢CSP连铸保护渣冶金性能研究

结合涟钢薄板坯连铸工艺技术,介绍了薄板坯连铸保护渣的设计技术特点和进口中碳钢保护渣的应用情况,重点分析了薄板坯连铸机的国产中碳钢保护渣的冶金性能的优化及改进。     

Numerical simulation of fluid flow and solidification in continuous slab casting mould based on inverse heat transfer calculation

Abstract

A mathematical model based on an inverse heat transfer calculation was built to determine the heat flux between the mould and slab based on the measured mould temperatures. With K–? turbulence model, a mathematical model of three-dimensional heat transfer and solidification of molten steel in continuous slab casting mould is developed. Solidification has been taken into consideration, and flow in the mushy zone is modelled according to Darcy’s law as is the case of flow in the porous media. The heat flux prescribed on the boundaries is obtained in the inverse heat conduction calculation; thus, the effect of heat transfer in the mould has been taken into consideration. Results show that the calculated values of mould temperature coincide with the measured ones. Results also reveal that the temperature distribution and shell thickness are affected by the fluid flow and heat transfer of slab which is governed by the heat flux on the mould/slab interface.     

合金钢连铸用保护渣结壳的分析与改进

针对合金钢连铸结晶器保护渣在生产使用过程中存在的结壳现象进行了分析,通过采用特殊钢种专用保护渣,改进保护渣添加操作方式及液渣层厚度控制,优化浸入式水口插入深度,规范浸入式水口更换操作,严格控制中间包钢水温度及结晶器液面,确保恒拉速生产等措施,保护渣结壳现象基本消除。     

马氏体不锈钢板坯连铸保护渣研制与应用

 由于钢种特点,连铸马氏体不锈钢板坯容易产生裂纹缺陷,影响生产节奏和修磨效率;同时,由于采用通用型保护渣,也无法针对马氏体不锈钢板坯质量问题做出进一步改进。因此,尝试马氏体不锈钢板坯连铸保护渣的国产化研制和使用,通过保护渣碱度、CaF等的不同范围与保护渣结晶、黏度性能的关系研究,确定采用高碱度、低黏度、高结晶性的保护渣设计原则,并由此得出了适应马氏体不锈钢板坯连铸的保护渣设计方案。实际使用过程中,板坯纵裂率下降幅度达到30%,证明了马氏体不锈钢连铸板坯保护渣设计和研制的合理性和可行性。     

喷淋结晶器传热特性的实验研究

喷淋结晶器是一种新型结晶器，它是用特殊的喷嘴将水喷淋到结晶器的铜板表面上进行铸坯冷却的，这种冷却方式具有较高的传热速度，便于调节结晶器的热流密度，可以提高拉坯速度和铸坯质量，喷淋结晶器的传热现象是很复杂的，本文通过建立传热实验台，对喷淋冷却过程进行较细致的实验研究，找出喷水量和换热系数的关系等，为设计喷淋冷却结晶器提供必要的参数。