水口侧孔角度对不锈钢板坯连铸结晶器内流场和温度场的影响

利用数值模拟方法对比分析了不同浸入式水口倾角角度下结晶器内钢水流场和温度场的分布情况。结果表明,在同一结晶器断面宽度和工艺参数条件下,随着水口侧孔倾角角度的增加,侧孔注流在窄面的冲击位置上升,冲击强度减小,钢液面处钢水卷渣和液面裸露的几率增加,钢液面处钢水温度增加。其中,当水口侧孔角度为向上0°和5°时,钢液面处钢水表面流速变化相对较小,说明对于该断面不锈钢板坯,水口侧孔倾角角度在0°～5°范围内时在利于铸坯质量的提高.     

同一水口浇两种断面板坯流场的数模研究

本文利用三维流场数值计算方法,研究用一种水口浇铸不同断面板坯时,结晶器内的钢水流动状态。计算结果表明,浇铸220×1000mm板坯的水口,完全可用来浇铸220×850mm的板坯;水口流出的钢水对结晶器窄边铜板的最大冲击速度,前者是0.059m/s,后者是0.01m/s。最大速度冲击点距液面深度,前者是248.4mm,后者是161.6mm。两种情况下,钢水在结晶器内的流动状态差别较大。     

不同宽度板坯结晶器浸入式水口优化的水模研究

采用1:2比例水模型进行物理模拟实验,研究了230mm×(1030,1270,1520,1650)mm宽度的板坯连铸结晶器的流场,优化浸入式水口结构。结果表明,在钢通量一定的情况下,随着结晶器断面宽度的不断增大,同一水口的流股冲击深度增大,整个液面活跃程度逐渐降低,导致液面偏死。可以通过改变水口的比面积,侧孔倾角,高宽比等水口结构参数来适应不同宽度的板坯结晶器连铸工艺要求。     

小方坯连铸结晶器内注流偏流流场的数值模拟

对国内某钢厂165mm×163mm小方坯不锈钢连铸机弧形结晶器建模,利用CFX软件模拟了水口沿连铸机径向向内弧侧偏离不同距离后结晶器内钢液流场和液面波动情况。结果表明,水口沿连铸机径向向内弧侧偏离结晶器入口几何中心12mm时,注流对结晶器外弧侧凝固坯壳的冲击减弱,同时结晶器内内外弧侧向上回流的钢液均能到达弯月面处,结晶器内钢液流场分布更加合理。     

板坯塞棒和中间包上水口吹氩工艺水模型研究

针对唐钢不锈钢3#连铸机塞棒和中间包上水口吹氩工艺进行了原型与模型比例为2∶1的水模实验,研究了同一种板坯宽度、同一种水口条件,不同拉速、不同水口浸入深度下,塞棒和中间包上水口的临界吹气量,以及吹气量对于结晶器流场中液面波动和流股在窄边冲击点的影响规律,为现场生产中结晶器吹氩工艺参数的优化提供依据。     

厚板坯连铸结晶器的浸入式水口优化

对断面尺寸为250 mm×1550 mm厚板坯结晶器进行了水力学模拟试验,研究了浸入式水口结构及工艺参数对结晶器内液面波动及流场的影响,并针对现有水口下出现的铸坯角部夹渣及表面质量问题,对水口结构进行了优化。结果表明:水口结构对液面波动影响较大。同种工况下,S1水口的流股到达窄边的冲击速度最大,达到0.29 m/s,冲击深度最小,S1水口的液面波高比其他水口大。S1水口为较优水口,推荐的浸入深度为110~150 mm,吹气量为7~9L/min。     

板坯连铸结晶器内钢液流动数值模拟

利用商业软件PHOENICS建立一个三维有限差分模型,对板坯连铸结晶器内钢液流动进行了数值模拟.重点研究了浸入式水口结构尺寸和工艺参数对连铸结晶器内液面紊动能和窄面冲击压力分布的影响.计算结果与水模实验结果吻合较好.     

信息报导

用静态电磁铁控制结晶器内钢液流动为了抑制钢水在结晶器液面的流动，以及抑制结晶器下部钢水向下流动，采用静态电磁铁控制工艺是有效的。该工艺即在结晶器上部弯月面处和浸入式水口出口处，沿板坯宽度方向分别安装一对静态电磁铁。日本川崎公司千叶厂３号连铸机安装的静...     

水口结构对超宽板坯连铸结晶器内流场和温度场的影响

建立了超宽板坯结晶器两相热流耦合模型,对比计算了4孔和5孔的浸入式水口与传统二分式水口结晶器内钢液流动和温度分布情况,重点比较了采用3种水口结晶器内自由液面波动情况和该处钢液的流动与传热行为以及结晶器出口处钢液温度分布情况。研究表明,对于超宽板坯连铸结晶器,5孔水口和4孔水口结晶器的流动和传热行为都优于传统二分式水口,而且5孔水口结晶器出口处的温度分布更有利于铸坯凝固,改善中心偏析。     

板坯电磁连铸结晶器内钢/渣界面波动及流动行为的数值模拟

建立了板坯电磁连铸结晶器内钢/渣界面波动行为的三维数学模型,利用数值模拟方法研究了磁场与流场耦合作用下不同工艺参数和电磁参数对结晶器内钢/渣界面波动行为及流场的影响,通过VOF方法对不同条件下的钢/渣界面进行捕捉,讨论不同磁极位置、水口倾角、拉速及线圈电流强度对结晶器内钢/渣界面波动行为和流动的影响。模拟结果表明：电磁制动的施加可以显著降低钢/渣界面波高,减小射流对结晶器窄面的冲击。拉速和水口浸入深度恒定时,磁极位置和水口角度直接影响结晶器内流场形式：当[P＝]40 mm时,增加线圈电流可以降低结晶器内钢/渣界面波高和表面流速,从而减小由液面波动引发卷渣的概率;当磁极距离水口较远时[（P＝]80 mm）,随着线圈电流强度的增大,水口射流的冲击方向向上偏转,引起上回流的流动强度增强,导致钢/渣界面波高增加,增大卷渣发生的概率。     

电磁旋流水口在钢圆坯连铸中的作用

机械式旋流水口连铸的工业试验结果表明:弯月面的钢液温度、稳定性以及铸坯的等轴晶率等能得到显著提高。但该工艺难以工业应用。本文作者提出了一种新的旋流连铸工艺,即利用水口外的旋转电磁场对钢液的洛伦兹力,使水口内钢液形成旋转流动。本研究通过磁场和流场的三维数值模拟,分析了电磁旋流装置结构对圆坯连铸过程中浸入式水口及结晶器内钢液速度的大小及分布的影响,并应用低熔点合金进行了实验验证。结果表明:非接触方式的电磁力可以有效地使钢液在浸入式水口内产生旋转流动。在同等条件下,圆形电磁旋流装置时钢液的速度分布最对称,速度值最大;改进马蹄形时的水口内流场分布与圆形的较为接近,比采用马蹄形时的更为对称,且速度值更大。在结晶器内,电磁旋流使钢液的冲击深度变小,上返流增强。这有利于温度的均匀化,提高弯月面的温度,以及促进夹杂物的上浮。考虑工业生产的操作方便问题,改进马蹄形电磁旋流装置比较适合生产实际。电磁旋流实验的结果验证了数值模拟的结果及计算方法的可靠性。     

确保灵活和可靠生产的高性能板坯连铸机

高连铸比和高产品质量是快速收回设备投资的基础。西门子奥钢联开发了众多技术方案,为此创造了条件。先进的冷却系统确保了全面灵活的生产和稳定的产品质量。西门子奥钢联Dynacs 3D冷却模型加上3DSprays动态喷淋宽度调节,通过位置控制液压缸自动定位喷嘴,沿整个铸流宽度优化了水量分布,避免了板坯角部过冷。利用传统的弧形连铸机浇铸更厚的板坯,是又一个市场趋势。西门子奥钢联于2010年6月投产了秦皇岛首秦连铸机,对这一市场需求作出了回答。这是世界上第一台采用直结晶器生产400 mm厚板坯的弧形连铸机。由于铸流的最终凝固发生在矫直区之后,生产能力远高于采用固态矫直的连铸机,因而在生产成本方面具有明显的优势。之后,西门子奥钢联又于2011年3月在韩国浦项钢铁公司浦项厂投产了一台浇铸厚度达到400mm的双流超厚板坯连铸机。连铸机的设计遵循了Connect&Cast(即连即铸)理念,确保了所有设备功能和模型从投产伊始全部正常发挥作用。因此,达产速度快成为了西门子奥钢联连铸机的标志。本文将介绍西门子奥钢联先进工艺包在亚洲板坯连铸机上的成功应用及其获得的收益。     

新建J4不锈钢板坯连铸机技术特点

J4不锈钢是以Mn和N代替Ni型节镍不锈钢,具有特殊的高温热特性。新建单流J4不锈钢板坯连铸机采取全程无氧化浇注、增大中间包容量、结晶器液面自动控制减少非金属夹杂物;采取动态二冷配水和连续弯曲连续矫直提高铸坯表面质量;并设计采用辊缝自动测量和动态轻压下技术以提高铸坯内部质量。     

连铸结晶器内钢液流场的水模型试验

采用物理模拟的方法研究连铸结晶器中钢液在不同拉速、浸入深度和水口结构情形下的流动情况。通过流场显示技术分析现有水口的问题,设计了四种水口结构,并且进行了对照试验。试验结果证明:合理的水口结构可以很好的减低冲击深度,随着拉速的增大,冲击深度增加,而浸入深度对冲击深度的影响不大。     

首钢迁钢一炼钢板坯保护渣的实践与应用

阐述了保护渣各项性能对于板坯表面质量及在结晶器内润滑的影响。以迁钢一炼钢厂生产的包晶钢纵裂和低合金钢粘接为例,从保护渣各参数的角度解释了板坯产生纵裂和粘接的原因,结合了现场管理总结出相应的改进方法,实际生产中取得了很好的效果。     

含钛不锈钢表面夹杂的研究

分析了含钛不锈钢321(1Cr18Ni9Ti或06Cr18Ni10Ti)连铸坯在热轧后表面两种缺陷(分别定义为A类缺陷和B类缺陷)成因机理及区别。试验分析结果表明,A类缺陷和B类缺陷分别与连铸坯表面裹渣和结晶器结鱼密切相关。A类缺陷的成因是结晶器内的钢渣界面不稳定,造成保护渣直接进入坯壳或钢水裹住保护渣而产生,且多出现在连铸头坯;B类缺陷的主要产生根源是TiN,成串的TiN和Al2O3出现在钢板上面;而浇注过程中钢水直接与空气接触,引起钢水的二次氧化和增氮是产生TiN的前提条件。     

带有特殊结构的长水口

在长水口颈部设置整流管,可以消除钢水发散飞溅和偏流,能有效地改善水口颈部的热应力集中,降低了水口从颈部断裂的概率。而导流管可以防止从钢包下注的钢流,直接冲击到中间包的包底,而通过导流管分流进入中间包,减轻了对包底的冲蚀和钢水的扰动,有利于钢水的净化和质量的提高。     

连铸含铝钢中Al2O3夹杂物形态控制探讨

水口结瘤是连铸含铝钢面临的主要问题之一。针对连铸含铝钢钢水可浇性问题,首先分析了传统含铝钢中Al2O3夹杂形态控制的钙处理技术。在热力学计算的基础上,提出了高铝钢中夹杂物控制思路,认为采用转炉渣洗和合适的精炼渣而不用钙处理能保证钢水的可浇性。