气膜软接触连铸技术的研究

通过试验和理论计算研究了气膜软接触连铸技术，发现气膜的连续性、稳定性对铸坯质量有重要影响，气体的背压随气体流量的增大而增大、随拉坯速度的增大而降低，这为进一步改进连铸工艺和结晶器的设计提供了试验依据。     

新型气膜约束成形铝合金连续铸锭的研究

设计了一种新型气膜约束铝合金连铸结晶器,在结晶器与初凝壳之间可以形成气膜.设计思想是减少结晶器内的横向散热,形成连铸坯近似单向散热的条件,降低结晶器内的液穴深度,缩短初凝壳长度,从而减少或消除铝合金连铸坯内部缺陷,提高铝合金连铸坯内外品质.对新型结晶器与传统结晶器进行了传热数值模拟,证明凝固温度场发生很大变化.利用新型结晶器对7075铝合金进行了连铸试验,在气膜稳定平衡的条件下,连铸坯表面光滑.探讨了拉速、气体流量和气体压力的关系及其对连铸坯品质的影响,在液面高度稳定时,控制气体流量可以控制气膜的稳定性.     

气膜对6063铝合金连铸坯中心裂纹及表面质量的影响

在6063铝合金连铸过程中使用气膜润滑技术,研究了气膜对液穴形状及铸坯表面质量的影响.结果表明,气膜可以有效改变液穴形状,使铸坯凝固过程中不可补缩区缩小,内应力和应变降低,消除了中心裂纹产生的诱因;气膜降低了结晶器的一次冷却强度,缩短了结晶器有效冷却长度,消除了冷隔及偏析瘤;同时,液体金属在气体的约束力下与结晶器内壁"软接触",减小了与结晶器间的摩擦,因此铸锭表面质量明显改善.     

提高铝合金连铸坯表面质量的连铸技术

系统的回顾了提高铝合金表面质量各种连铸技术,从不同角度分析了各种连铸方法的优点和不足,详细论述了电磁铸造、电磁软接触铸造、气膜铸造对铝合金铸坯表面品质的影响.     

连铸结晶器钢带插入速度的影响因素

通过进行连铸结晶器插钢带试验,研究了钢水过热度、铸坯拉速、钢带尺寸等对钢带插入速度的影响。结果表明,板坯合理的拉速为1.2~1.4m/min,钢水最佳过热度为28~31℃,钢带插入速度随铸坯拉速的增大而增大。当插入比接近1%时,插入速度随着钢带尺寸的逐渐增大而减小。金相观察发现,该技术使连铸坯中心等轴晶区扩大到截面的45%~55%,在很大程度上消除了中心偏析,提高了中心组织的致密度,显著改善了连铸坯的组织结构,减少了轴向化学不均质性,提高了钢坯品质,同时连铸机拉速提高了30%~35%。     

拉坯速度对无氧铜水平连铸薄板坯温度场的影响

以无氧铜水平连铸薄板坯为研究对象,使用ProCast铸造仿真软件进行了不同拉坯速度下连铸薄板坯的温度场仿真分析,给出了结晶器出口处的铸坯表面温度与拉坯速度的函数关系。结果表明,结晶器出口处的铸坯表面温度随拉坯速度的增加呈线性增大趋势。     

连铸工艺对方坯凝固组织影响的数值模拟

铸坯凝固组织特征对于连铸坯粗坯质量具有重要影响。通过建立重轨钢U71Mn方坯连铸过程中传热和凝固组织模拟数学模型,研究了CA模型特征参数和连铸操作工艺参数对于凝固组织特征的影响规律。研究结果表明：平均形核过冷度控制柱状晶区域,随着该值的增大,柱状晶区域也随之增大;最大形核密度控制晶粒尺寸,该值越大晶粒的尺寸则越小。连铸拉坯速度波动在±0.5m/min时,最终铸态组织特征并没有明显变化,而浇注温度对于最终铸坯组织结构具有较大的影响,晶粒平均半径由15℃的1.555mm增加到45℃的1.721mm,并且中心等轴晶比例逐渐减小。因此,连铸生产过程中,在满足钢液顺利浇注的条件下,降低浇注钢液的过热度会很大程度上改善重轨钢内部组织结构,提高铸坯内部质量。     

连铸方坯直接轧制表面温度控制探究

高温铸坯是保证连铸坯实现直接轧制的先决条件。通过分析拉坯速度、冷却制度、连铸坯断面尺寸、连铸坯定尺、切割方式、保温罩及铸坯直送辊道速度等因素对连铸坯温度的影响,确定了获取高温铸坯的合理的连铸机工艺设计方案及过程参数控制要求。     

软接触电磁连铸的数值模拟和实验分析

结合软接触电磁连铸的准三维场数值模拟和金属Ｓｎ的连铸实验,分析了软接触电磁连铸中结晶器分辨结构和感应圈位置、尺寸、电流对铸坯表面磁通密度。产力和电磁压力的影响。结果表明：软接触结晶器中的磁通密度随切缘数的增加而上升,但增幅渐小;铸坯表面在切缝处因微通密度增大而产生纵向凹痕;结晶器的切缝数以１２－２０,切缝宽度以０．５－１．０ｍｍ为宜;感应圈的高度应覆盖铸坯的初凝固区段,感应圈的位置应使其顶端与铸坯     

连铸自动化(第五讲)——连铸的铸速、坯长及辊间距测量仪表

1 连铸铸速的测量仪表连铸拉坯速度的检测十分重要。因为当钢水温度与结晶器的液位保持一定时,连铸的拉坯速度就同连铸的产量、铸坯的质量(二冷水控制)与连铸的安全生产(防止拉漏)密切相关。     

The interfacial behavior of molten steel and liquid slag in a slab continuous casting mold with electromagnetic brake and argon gas injection

利用数值模拟方法研究了板坯结晶器电磁制动和吹氩耦合作用下吹氩量、拉速和线圈电流强度等不同工艺 参数对钢/渣界面行为的影响规律, 分析了结晶器内液面波动指数F与液面波动间的关系. 研究表明, 在一定拉速 和电磁制动条件下, 吹氩量增加会加剧钢/渣界面的局部波动, F值随吹氩量增加而增大, 弯月面处的液渣厚度与F 值呈线性递增关系; 在一定吹氩量和电磁制动条件下, 拉速增加并没有恶化水口附近的钢/渣界面波动, 而使F值 增大, 弯月面处的液渣厚度与$F$值呈线性递减关系; 在一定拉速和吹氩量条件下, 增加线圈电流强度会加剧水口附 近的钢/渣界面波动.     

微合金化钢连铸坯边角部无缺陷生产技术开发

以邯宝炼钢厂板坯连铸机为依托,以实际生产的典型铌、钒、钛微合金化钢为研究对象,系统研究了板坯表面裂纹缺陷形成机理,确定了倒角结晶器窄边铜板的最佳角度和最佳倒角长度;设计并开发了具有组合式冷却水道的倒角结晶器窄面铜板,适用于带倒角连铸坯的新型支撑足辊系统;结晶器窄侧锥度的设计及应用管理,有效支撑了带倒角连铸坯的窄边,解决了角纵裂及角纵裂漏钢的难题,提高了结晶器窄边铜板的使用寿命,同时为连铸的高拉速提供了保证。项目突破了倒角结晶器技术工业化应用的技术瓶颈,从根本上解决了微合金化钢连铸板坯角部横裂纹问题,成功实现了大规模工业化稳定生产。     

基于Matlab的板坯连铸凝固传热过程及热损失研究

基于Matlab数值计算,对板坯连铸凝固传热问题进行研究,得到随板坯厚度及其与结晶器弯月面距离变化的板坯温度场分布,通过拟合得到板坯凝固点末端位置与二冷总供水流量、过热温度和拉坯速度的关系式,分析二冷区水量分配比对结晶器和二冷区内单位长度板坯热损失率和板坯表面温度梯度的影响。结果表明：板坯温度随冷却阶段的不同其温度变化趋势显著不同;随着过热温度和拉坯速度的增大、二冷总供水流量的减小,板坯凝固点末端位置增大;拉坯速度对板坯凝固点末端位置的影响最为显著,其次是二冷总供水流量,过热温度对其影响较小。通过适当调整二冷区内水量分配比可实现降低板坯表面温度梯度和较少热损失率的折衷,从而在提高板坯质量的同时也提高其蓄能,以实现板坯连铸过程的节能。所得结果能对板坯连铸凝固过程的参数设计和动态运行提供依据和理论指导。     

低液位铸造法生产大规格铝合金扁锭的关键技术

用电解铝液配料,采用低液位铸造技术生产高精度铝板带用的优质扁锭,首先要针对电解铝液温度高、夹杂物多、气体含量高的特点,采取严格的熔体净化工艺,为铸造提供洁净的铝熔体;其次要针对低液位及组合结晶器全自动铸造技术的特点,根据合金特性、扁锭规格和铸造条件,设定最佳铸造工艺参数。     

薄板坯连铸及其铸坯表面缺陷的形成机理

薄板坯连铸连轧技术已成为了钢铁冶金技术发展的主要趋势之一,但薄板坯连铸具有拉速高、凝固速度快、铸坯宽厚比大等特点,使得铸坯容易出现表面夹渣、表面裂纹等缺陷,而这些铸坯表面缺陷问题的产生与结晶器流场、温度和热流分布有直接的联系。因此,对薄板坯连铸结晶器内高温动态行为进行系统地概述,并在此基础上分析了铸坯表面缺陷的形成机理。研究表明,薄板坯连铸结晶器内钢液流动更加紊乱、涡流速度更快,这不利于夹杂物的上浮,且容易导致卷渣的发生,增大铸坯表面夹渣缺陷产生的可能。此外,在钢液湍流和涡流的作用下,铸坯内温度分布不均,加上在高拉速下结晶器内热流更大,这使得铸坯表面更易产生裂纹缺陷。     

INFLUENCES OF CASTING SPEED AND SEN DEPTH ON FLUID FLOW IN THE FUNNEL TYPE MOLD OF A THIN SLAB CASTER

In recent years, thin slab continuous casting technology has been widely used to improve the quality of the product and to reduce the cost. One of the challenges faced by this technology is to design reasonable flow patterns, which strongly affect the surface and inner properties of the final slab in the mold. With the fixed scales and complex geometrical structures of nozzle and funnel type mold, a series of numerical simulations are made to analyze the flow patterns in melt steel using finite volume method based on structured body fitted coordinate grids. The CFD （computational fluid dynamics） package is validated first using one typical case described in previously published studies, and then it is developed to study the effect of operational parameters on fluid flow in thin slab caster. Two operational parameters, casting speed and SEN （submerged entry nozzle） depth, are mainly considered for numerical analysis. On the basis of present simulations, the reasonable SEN submergence depths corresponding to different casting speeds are suggested according to fluid flow characteristics like, flow jet impingement on the narrow side of the mold, flow speed of the melt steel beneath the meniscus and the recirculation region. This is the first stage of study on the numerical analysis of the whole thin slab casting process with electromagnetic brake.     

中薄板坯连铸机表面质量控制技术研究

结合唐钢中薄板坯连铸机的主要特点,分析了纵裂、边裂和夹渣3类主要铸坯表面缺陷发生的原因,并有针对性的优化钢水成分,优化结晶器和扇形段等设备功能,优化浸入式水口结构和保护渣性能,实现恒拉速浇注和钢水T.O的稳定控制。通过上述技术措施,使铸坯表面缺陷得到有效控制,纵裂发生率由原来的5.2%降低到0.67%,消除了由于结晶器跑锥度导致的边裂缺陷,表面夹渣发生率由原来的14%降低到3%以下。     

非稳态浇铸连铸坯控制技术

针对连铸过程中产生的非稳态坯,通过夹杂物分析和氮氧分析,掌握各类非稳态因素对铸坯质量的定量影响。从夹杂物数量密度对夹杂物进行了分类,得到铸坯质量优先级顺序：正常坯＞尾坯＞换水口坯＞头坯。对非稳态坯进行有针对性地工艺技术攻关,采用中包充氩技术、快涨拉速技术,头坯头部全氧质量分数由研发前的7.1×10－5降低至当前的4.0×10－5;通过快降、快涨拉速协同控制技术、接痕控制技术,换水口坯大型夹杂物数量（大于50 μm）由研发前的0.8 个/cm2降至0.4 个/cm2;采用“一键式”拉速控制技术、二冷水幅切控制技术和轻压下时间控制技术,尾坯的中心疏松得到了显著改善。     

板坯高拉速表面纵裂纹产生原因及解决措施

凌钢板坯连铸生产的钢种多为碳的质量分数0.08%～0.16%包晶钢,由于高拉速使弯月面热流增加,产生严重的表面裂纹。除优化连铸工艺、设备参数外,通过浸入式水口结构优化设计,并配合优良性能的保护渣,使结晶器流场均匀、温度场均匀、坯壳凝固均匀,使铸坯表面缺陷得到消除。     

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。