板坯连铸二冷计算机仿真的研究和应用

连铸二冷计算机仿真是准确、迅速预测和分析工艺参数对浇注过程的影响规律以及优化连铸操作工艺参数的重要手段。基于沿拉坯方向上移动的有限薄片层思想,建立板坯连铸凝固传热数学模型,应用面向对象的编程语言Visual Basic 6.0开发了板坯连铸二冷计算机仿真软件,并针对国内某板坯连铸机应用仿真软件对其进行凝固过程模拟、对其二冷凝固过程进行工艺优化。应用红外线测温仪对板坯表面温度进行测试,测试温度与仿真结果吻合较好,说明连铸计算机仿真软件的计算是可靠的。     

静磁场和交流电耦合作用下超薄板坯水平连铸的凝固组织

研究在电磁振荡作用下,金属超薄板坯水平连铸的凝固组织及其与电流强度的关系。结果显示,在静磁场和交流电正交所产生的电磁振荡力的作用下,水平连铸纯Sn超薄板坯的凝固组织明显细化,且细化效果随所施电流的增大而增强;而对Sn-10%Pb合金超薄板坯,则显著地促进其等轴晶组织的形成,使其中心层面出现等轴晶区,该等轴晶层的厚度随电流强度增大而增加。实验结果表明,电磁振荡作用有利于抑制柱状晶对穿、中心疏松、夹杂和/或气体聚集、以及偏析等超薄板坯水平连铸中常见的凝固缺陷。     

薄板坯连铸结晶器技术及钢种开发的几个问题分析

薄板坯连铸结晶器是薄板坯连铸技术的核心，通过对薄板坯连铸结晶器内钢水的流动、传热以及凝固壳的收缩和变形行为的研究，分析了连铸坯几种典型裂纹缺陷的形成原因；并结合实验室和生产实践，对薄板坯连铸连轧生产冷轧基料用B微合金化钢、电工钢、V—N微合金高强度钢等的工艺特性以及钢材性能进行了分析。文章分二次发表，本次发表的内容是关于薄板坯连铸结晶器的相关技术及板坯典型裂纹的分析。     

低频电磁场水平连铸铝合金板坯铸态组织

研究了低频电磁场对水平连铸铝合金板坯铸态组织以及合金元素宏观分布的影响.将传统水平连铸铝合金板坯的铸态组织与低频电磁水平连铸板坯进行了比较.研究结果表明,在铝合金水平连铸中施加低频电磁场可显著提高铸锭品质,具体表现为:施加低频电磁场能够细化晶粒,削弱重力对铸锭凝固的影响,从而在整个铸锭横截面上获得细小均匀的铸态组织;施加低频电磁场能够减少负偏析和重力偏析,使溶质元素在铸锭横截面上的分布趋于均匀.     

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。     

薄板坯连铸连轧的冶金学问题及其工艺优势

１　引言薄板坯连铸连轧技术在一定程度上有利于提高热带的质量,但也有局限性,一些高质量的热轧板带尚不能用此技术生产;对于可以生产的产品,在生产控制方面也要注意,并非把传统工艺简单照搬。２　薄板坯连铸连轧提高质量的基础条件２．１　铸坯冷却强度大,晶粒细由于薄板坯在结晶器内的冷却强度远远大于传统的板坯,其二次、三次枝晶更短,原始的铸态组织晶粒更细,更均匀,为最终组织的细化创造了条件。同时,由于冷却强度大,板坯的微观偏析可得到较大的改善,分布也更均匀。２．２　原始晶粒尺寸结构与传统有所不同传统的冷装工艺…     

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。     

基于瞬态传热数学模型的板坯连铸二冷优化

裂纹是板坯连铸生产过程中常见的缺陷,制定合理的二冷工艺是减少铸坯裂纹的重要措施。以JBS275-B钢为对象,研究了板坯连铸二冷的工艺优化。基于凝固传热学基本理论,建立了二维板坯瞬态传热数学模型;根据高温塑性实验曲线,结合二冷区冶金原则,确定二冷区各段终点的表面目标温度;根据制定的铸坯表面目标温度,优化了二冷工艺,最终达到消除铸坯裂纹的目的。     

连铸二冷控制系统开发环境的研究

以Visual Basic6.0为编程环境,编制了连铸一级基础自动化部分模拟系统,通过Visual Basic6.0自带的WinSock控件完成模拟系统与二冷二级控制系统之间的通讯.将连铸生产过程的模拟数据反馈给二冷二级控制系统,为连铸二冷二级控制系统的开发提供了便利条件.从钢水的凝固过程为多元系相变出发.建立连铸板坯凝固传热的二冷控制模型,以此求得铸坯表面的温度分布,将此温度分布作为连铸坯表面温度反馈.     

基于改善连铸板坯中心偏析的传热仿真软件

针对连铸坯中心偏析的形成机制,本文设计开发了基于改善连铸板坯中心偏析的凝固传热仿真优化软件。软件模型细化了连铸过程中的边界条件,充分考虑了各个方向上(尤其是铸坯宽度方向)和不同铸坯表面位置的冷却边界条件差异,可准确地预测连铸过程中铸坯的凝固行为和液芯三维形状,以及分析预测铸坯的偏析区域。针对模拟分析结果,软件可以对实际铸机的冷却系统进行优化,改善连铸坯的中心偏析问题。针对AH36的实际生产工艺参数,软件对连铸板坯的液芯形状和中心偏析产生区域进行了预测。预测结果与实际生产中的铸坯中心偏析位置完全吻合。     

板坯连铸机滞坯攻关实践

通过分析凌钢转炉炼钢厂1号板坯连铸机扇形段的整体设计、润滑、日常维护和离线检修中存在的问题而造成滞坯现象，采取有效措施进行相应改进，并总结扇形段在设计、维修方面的经验教训。     

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。     

400 mm特厚板坯尾坯浇铸工艺的研究

板坯尾坯浇注为非稳态浇注过程，400 mm特厚板坯尾坯常伴随着表面横裂纹和中心缩孔质量缺陷。研究了不同的尾坯浇注拉速工艺和尾坯封顶工艺对特厚板坯尾坯质量的影响。结果表明：控制尾坯浇铸拉速v＜0.5 m/min的时间t＜5 min，使得矫直区尾坯表面温度在910 ℃以上，能够有效降低铸坯的表面横裂纹；尾坯采用无水封顶工艺，能够有效降低铸坯的中心缩孔。通过采取有效措施，特厚板坯尾坯废品量由改善前的月平均242 t降低到月平均30 t，降低了87.9%；尾坯中心缩孔长度由（3.0～3.5） m缩短到（1～2） m，效果明显。     

FTSC薄板坯连铸铸坯边部裂纹缺陷分析

针对FTSC薄板连铸坯经过热轧后的板卷易出现烂边缺陷的问题,对其形成机理进行研究,并提出了相应的控制措施。缺陷铸坯检查和缺陷板卷试样的电镜分析结果表明,热轧板卷的烂边缺陷主要由连铸坯的角部或窄面横裂纹缺陷造成。通过优化保护渣性能、优化二次冷却制度、调整结晶器窄面锥度使用规则等措施,FTSC薄板连铸坯经过热轧后的板卷烂边缺陷得到了有效控制。     

大弧形半径圆坯连铸机新增板坯装备及工艺特点

介绍东北特殊钢股份有限公司炼钢厂在16.5 m弧形半径圆坯连铸机增加200 mm×(500~850)mm板坯断面的装备情况以及产品质量特点。对于厚度为200 mm的板坯断面而言,铸机半径R是厚度H的82.425倍,远超出常规板坯半径是厚度的40~50倍设计理念,致使连铸坯具有高密度的质量特点。板坯断面生产的Q195系列品种终端产品,远销国内外市场;DL166、718H系列不锈钢代替模铸开坯材,大幅度降低锻造成本。     

板坯连铸机出坯系统

本文结合两个新颖、独特的板坯连铸机出坯系统的设计、调试和生产实践经验,阐述了板坯连铸机出坯系统的总体功能、设备布置和运转、设备功能及特点、技术选型等,可供钢铁企业和设计研究单位参考。     

板坯连铸机上装引锭系统

针对下装引锭系统生产准备时间长的问题,设计了上装引锭系统.本文主要介绍了宽厚板坯连铸机上装引锭系统的工作原理、机械结构、性能特点,该系统在生产中使用情况良好.     

板坯连铸机自动控制系统

介绍目前国内外板坯连铸机自动控制技术的发展概况，从系统结构、功能以及与钢厂其它系统的通讯等方面进行介绍。     

特厚板坯单辊重压下铸坯温度与应力的分析

为获得特厚板坯重压下过程中不同压下量对铸坯温度、应力及应变的影响,从而评估铸坯出现角部以及内部裂纹的倾向,使用板坯连铸二冷软件建立了连铸过程特厚板凝固传热模型,并借助Abaqus有限元软件建立了特厚板单辊重压下应力应变模型,对连铸重压下过程中特厚板温度分布以及应力应变行为进行了数值模拟研究。结果表明,重压下会导致铸坯表面降温,中心温度降幅约为角部的1.4倍。铸坯的应力分布在厚度方向上沿中心呈现出对称性,应力由内、外弧向中心递减;角部区域温度最低,应力最大;压下量从5增加到30mm,铸坯角部最大应力从84增加到170MPa,角部裂纹倾向增加。压下量在5~30mm内,铸坯凝固前沿的最大等效塑性应变均小于临界应变,所以铸坯不会出现内裂纹。     

连铸板坯的偏离角纵裂原因分析

根据山西新临钢炼钢厂R6.5/12-1200板坯连铸机的生产情况,分析了板坯产生偏离角纵裂的原因。影响的主要原因有：钢的成分、结晶器液面状况、过热度、结晶器冷却效果、拉速、保护渣等。通过采取措施,使板坯偏离角纵裂大幅降低。