日钢板坯连铸SPA-H钢液位波动原因分析及控制

分析日照钢铁SPA-H钢连铸过程造成结晶器液面波动大的主要原因为:SPA-H为亚包晶钢,出结晶器坯壳薄且不均匀,在二冷区后,由于辊间距较大,在钢水静压力下,铸坯鼓肚,随着铸坯在扇形段的运行,鼓肚被压缩,如此反复,引起结晶器液面波动;锥度设置偏小、钢中蔷薇辉石夹杂等原因增加铸坯坯壳形成的不均匀性,加重液面波动。通过增大结晶器、二冷水流量,降低钢水浇铸过热度、增大钢种锥度设置、优化脱氧工艺等措施,SPA-H钢液面波动率由21%降低至4.4%。     

宽板坯连铸机生产包晶钢结晶器液面波动原因分析

分析了宽板坯连铸机生产包晶钢时结晶器液面波动产生的原因,发现钢水凝固过程包晶反应引起的坯壳不均匀是造成结晶器液面波动的主要因素,而根据钢水实际成分计算的包晶点碳含量与钢水实际碳含量的差值超过某个范围会加剧坯壳的不均匀,进而对结晶器液面波动有影响。通过优化钢水成分,控制计算包晶点碳含量与实际碳含量的差值,解决了超宽板坯连铸机生产包晶钢结晶器液面波动过大的生产难题,稳定了连铸机生产和铸坯质量。     

420CL钢板坯连铸结晶器液面波动分析及改进

结合邯钢420CL钢的生产实际,比较系统地分析了420CL钢板坯结晶器液面波动的原因及影响因素,认为凝固过程中的包晶相变反应使铸坯初生坯壳不均匀是导致结晶器液面波动的根本原因。采用碳钢包晶钢专用保护渣,适当降低结晶器水量、提高二冷区上部冷却强度、抑制铸坯鼓肚等措施,可以减少结晶器的液面波动,为现场420CL钢的稳定生产提供依据。     

板坯连铸机结晶器液面周期性波动的研究

根据连铸生产SPHD钢种时结晶器液面波动的特点,结合连铸工艺和工业生产数据分析研究,确定二冷区铸坯存在鼓肚,在拉坯过程引起坯壳内液腔周期性变化,继而造成结晶器液面周期性波动。分析不同拉速条件下结晶器液面波动情况,结果表明：不同拉速下,结晶器液面波动波长相近,而波动振幅随拉速的提高而增大。后续通过塞棒控制试验,优化相关参数,有效地控制了结晶器液面周期性波动。     

包晶钢结晶器液面周期性波动原因及控制

针对鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司板坯连铸在生产包晶系列钢种时．连铸结晶器钢液面周期性剧烈波动的原因进行了分析。包晶钢液在凝固过程的包晶相变造成初生坯壳的不均匀生长是导致结晶器出现液面周期性剧烈波动的主要原因。通过调整结晶器冷却水强度和控制保护渣传热性能,有效地控制了结晶器液面周期性波动,提高了铸坯质量。     

包晶钢板坯连铸机结晶器液面波动的原因

在板坯连铸机实际生产操作中发现,生产包晶钢的时候明显存在结晶器液面波动的问题。结晶器液面波动的问题致使生产出来的成品表面有裂纹缺陷,直接造成铸坯的不合格率上升。介绍了连铸机的分类、包晶钢连铸工艺以及结晶器液面波动表现形式。分析了连铸机液面波动产生的原因,并提出了优化措施。认为连铸机坯壳厚度不均匀、板坯拉出结晶器阶段产生"鼓肚"、设备精度不够、钢种特性、保护渣的状态以及冷却温度的设定均有可能导致结晶器液面波动。通过对保护渣性能、冷却制度、液面控制系统等方面优化调整,板坯连铸机包晶钢结晶器液面波动情况明显改善,产品质量的稳定性得到大幅提高。     

基于前馈补偿方式的板坯结晶器液面周期性波动研究

在生产不锈钢和包晶钢的板坯连铸过程中,经常出现结晶器液面呈周期性波动的问题。随着拉速增大,周期性波动问题越严重,结晶器钢液面波动过大会发生保护渣卷渣现象,结晶器钢液面波动过于平静时钢液中的夹杂物不能上浮。该问题不仅降低了连铸生产效率,更造成了铸坯质量的下降,因此对不锈钢和包晶钢浇铸过程中周期性液面波动的研究显得尤为重要。结合某钢厂实际生产情况,详细分析了结晶器液面波动的原因,并针对液位控制系统的周期性液位波动(鼓肚现象),采用前馈补偿方式对塞棒进行微调节从而减轻液位周期性波动,这一技术的有效性在实际生产中可将结晶器液面波动幅度由30 mm稳定在±3 mm内,并提高了其生产效益。     

合金元素对钢亚包晶转变与连铸纵裂倾向的影响

 亚包晶钢连铸过程中常出现表面纵裂质量问题,与其在结晶器内较大高温相变收缩引起的初生坯壳不均匀生长密切相关,其纵裂纹敏感性可由包晶特征点计算出的包晶转变率判定。利用Factsage热力学计算软件研究钢种常见合金元素对Fe-C二元平衡相图中包晶特征点的影响,回归得到包晶特征点的预测公式。基于预测公式,可准确判断一定成分钢种的亚包晶范围,从而指导实际连铸生产中保护渣的选择。研究表明,通过合理的成分微调可有效降低包晶转变率,降低亚包晶钢高温相变收缩程度,甚至改变凝固模式变为过包晶模式,从而大大降低连铸坯纵裂纹敏感性。     

包晶钢连铸板坯表面质量的控制

包晶钢凝固时处于包晶区(L δ→γ)，发生δFe→γFe转变，有较大的体积收缩，导致初生坯壳不均匀，在薄弱处应力集中而产生裂纹。通过提高钢水的洁净度、稳定结晶器钢液面控制、优化结晶器、保护渣、二次冷却等工艺参数可以有效控制包晶钢连铸板坯表面缺陷的发生。     

板坯连铸结晶器液位瞬时异常波动的时频特性

在连铸过程中，结晶器液面的瞬时异常波动会对连铸坯质量造成不利影响，因此结晶器液位波动的控制是高品质钢连铸过程的关键一环。本研究收集了低碳钢、中碳钢、亚包晶钢和包晶钢的板坯连铸工艺数据，利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)和连续小波变换(continuous wavelet transform, CWT)分析数据特征，进而研究工艺参数对结晶器液位瞬时异常波动的影响。FFT分析结果表明，鼓肚对于结晶器液面瞬时异常波动并无明显影响。通过CWT分析了结晶器液位瞬时异常波动和塞棒位置的时频特性，结果表明，在不同钢种和拉速下，结晶器液位瞬时异常波动发生之前塞棒位置高频区CWT系数均呈线性增加趋势。因此，通过对塞棒位置高频区的CWT分析，可以预测结晶器液位瞬时异常波动。     

方坯连铸过程中拉速波动对结晶器液面波动影响的研究

通过从现场S20C中碳钢小方坯24 h连铸生产的结晶器液面波动和拉速波动数据,绘制了结晶器液面即时位置、液面波动曲线和拉速波动曲线,并用薄铁片测量了结晶器液渣层的厚度和形状。讨论了拉速波动对结晶器液面波动的影响。结果表明,结晶器液面波动随拉速的增加或降低而变剧烈,拉速变化在一定程度上影响了结晶器液面波动,但不是惟一的影响因素。     

静磁场控制板坯连铸结晶器液面波动

 用Pb Sn Bi低熔点合金进行了热模拟实验,研究了在静磁场作用下板坯连铸结晶器内的液面波动行为。实验结果表明可应用静磁场控制结晶器内金属液面的波动,且磁场对表面波动的抑制作用有一最佳值,即磁感应强度为05 T时液面平均波动最小。为此,为了减少由于液面波动引起的连铸板坯中的卷渣缺陷,有必要在一定的浇铸条件下优化磁感应强度。吹入氩气加剧了表面波动,且随着氩气流量的增加扰动加大。施加电磁制动能够使吹入氩气引起的液面波动受到显著的抑制。     

电磁搅拌作用下连铸结晶器内液面波动行为

电磁搅拌对连铸结晶器内钢液液面波动有重要的影响。以某钢厂直径为250 mm 连铸圆坯结晶器及电磁搅拌器的相关参数为原型,采用湍流模型与多相流模型相结合的方法对电磁搅拌作用下连铸结晶器内钢液液面波动行为进行研究,分析了电磁搅拌作用下钢液液面产生变化的成因。研究结果表明：电磁搅拌作用下钢液液面呈旋转抛物面,与无电磁搅拌作用下的液面截然不同;电磁搅拌作用下钢液液面波动实质上是电磁搅拌电磁力作用的结果。水口附近液面波动会随着电磁搅拌强度的增大而增强,达到一定值时出现卷渣现象。在实际生产过程中,为获得较好的搅拌效果,应考虑结晶器内的液面波动及卷渣行为。     

拉速对小方坯结晶器液面波动影响的数值模拟

利用流体力学软件Fluent建立180 mm×180 mm铸坯结晶器内"钢-渣"两相流模型,对结晶器液面波动行为进行数值模拟,研究浸入式水口自结晶器中心位置偏离量(0~30 mm)和拉速(2.0~3.0 m/min)对结晶器液面波动行为的影响。发现在相同浸入式水口偏离量下增加拉速,钢液面波动的整体趋势增加,且偏移量与拉速越大,液面波动增幅越大;低拉速时,波谷出现在水口边缘,水口周围剧烈波动;高拉速时,波谷出现在结晶器右壁面,使得钢液液面波动加剧,容易产生卷渣。     

吹氩连铸结晶器液面波动行为的时频分析

时频分析是一种研究波动信号特征、揭示波动现象内在机理的有效方法。将时频分析方法应用于吹氩连铸结晶器内的液面波动特性研究,采用水模型试验获取液面波动数据进行时频分析,研究吹氩量、拉速、水口浸入深度和结晶器宽度等工艺参数对液面波动行为的影响,探究液面波动的内在机理。结果表明,振幅较高的频率集中在0～2.5 Hz,其中振幅最大的主频率位于0.1 Hz附近,此外1.5 Hz和2.5 Hz处也存在较高的峰值;通过时域分析发现,增大吹氩量和拉速、或减小水口浸入深度和结晶器宽度将加剧液面波动;通过频域分析发现,拉速、水口浸入深度、结晶器宽度与液面波动主频率有较强的关联性,说明三者均与液面波动的主要振动源高度相关。     

吹氩连铸结晶器液面波动行为的时频分析

时频分析是一种研究波动信号特征、揭示波动现象内在机理的有效方法。将时频分析方法应用于吹氩连铸结晶器内的液面波动特性研究,采用水模型试验获取液面波动数据进行时频分析,研究吹氩量、拉速、水口浸入深度和结晶器宽度等工艺参数对液面波动行为的影响,探究液面波动的内在机理。结果表明,振幅较高的频率集中在0~2.5 Hz,其中振幅最大的主频率位于0.1 Hz附近,此外1.5 Hz和2.5 Hz处也存在较高的峰值;通过时域分析发现,增大吹氩量和拉速、或减小水口浸入深度和结晶器宽度将加剧液面波动;通过频域分析发现,拉速、水口浸入深度、结晶器宽度与液面波动主频率有较强的关联性,说明三者均与液面波动的主要振动源高度相关。     

高强船板钢结晶器液位波动成因分析

分析了结晶器液位波动的特征及高强船板钢在浇注过程结晶器液位波动产生的原因,通过采取调整结晶器保护渣成分、降低过热度、提高设备精度以及增加热坯压力等措施,结晶器液位波动情况得到了改善。     

基于紊流射流理论的连铸结晶器液面波动

 为研究结晶器内液面波动特性的规律,防止连铸坯卷渣,提高铸坯质量,利用紊流淹没射流理论建立了浇注过程中钢液流股撞击结晶器窄边速度和撞击点位置理论模型,推导出液面波动指数的解析公式;通过与试验结果对比,验证了该理论模型的预测结果;利用数值仿真模拟1 000 mm×130 mm板坯连铸结晶器在不同液面波动指数下的液面波动情况。计算结果表明,该理论模型结论与试验结论偏差为－4%～2.5%,可较好地评价结晶器内液面波动的剧烈程度,该型号板坯连铸结晶器最佳拉速为1.4 m/min。     

中薄板坯连铸包晶钢结晶器液面波动原因分析

针对采用中薄板坯连铸机生产包晶钢时出现的结晶器液面波动大、铸坯废品率高等问题,分析认为,结晶器液面控制系统精度不高、包晶钢反应、夹杂物种类控制不当是主要影响因素。通过全面维护结晶器液面控制系统、优化脱氧合金制度,控制转炉终点氧化性等相应措施,结晶器液面波动由8～10mm降至3mm,改善了连铸坯的质量。     

减少宽厚板坯表面纵裂纹的改进实践

分析了钢水碳含量、硫含量、钢水纯净度、拉速变化、浸入式水口参数及结晶器液位波动等对铸坯表面纵裂纹的影响,不合理的化学成分、拉速变化及结晶器液面波动大等是导致纵裂的主要原因。通过相应采取优化钢水成分、优化浸入式水口参数、采用钢包下渣检测技术和结晶器液位控制系统改造等措施,使板坯表面裂纹率由0．76％降到了0．18％以下。