基于二冷均匀冷却的方坯连铸机二冷喷淋结构

某厂180 mm方坯连铸机生产的铸坯存在较为严重的角部皮下裂纹问题。通过对铸机建模、数值仿真,得到铸坯凝固过程中的表面中心、角部温度等数据。基于二冷均匀冷却原则,对铸坯二冷喷淋结构进行数值仿真评估与优化,包括铸坯在纵向以及周向上的冷却均匀性分析。依据分析结果提出喷淋结构改造方案,对铸机第10流二冷喷淋结构进行实际改造,进行生产试验。对比未改造(其他流)与改造后(10流)生产的铸坯低倍形貌发现,10流生产的铸坯角部皮下裂纹得到明显改善。     

铸坯连铸二次冷却模型的研究与开发

结合铸坯的冷却规律,利用有限差分法对二维凝固传热数学模型进行了差分变换求解。结合拉速、钢种和过热度,建立了铸坯二冷配水控制模型。利用Visual Basic 6.0开发了二次冷却仿真软件,模拟了铸坯的凝固传热过程,对二冷配水进行了优化。通过验证,新模型和二次冷却仿真软件可以对二次冷却配水量进行有效优化,经过优化,铸坯表面温度误差在3.8℃,温度波动减小,提高了铸坯质量。     

小方坯连铸二冷动态控制模型的研究

以小方坯二维非稳态传热模型为工具，分析过热度和二冷配水制度对连铸坯内部质量的影响。在此基础上，提出一种基于中间罐温度连续测量和拉速前馈控制与铸坯表面温度反馈控制的二冷区动态控制模型。     

连铸薄板坯二次冷却制度的研究与数值仿真

建立了薄板坯连铸凝固过程的传热数学模型 ,给出了模型的边界条件 ,考虑了铸坯内外弧之间和铸坯横向上的冷却差别 ,提出了有效喷淋系数和有效比水量的概念 ,采用了变时间步长。获得了连铸的二冷制度 ,分析了其冶金准则满足情况 ,得到了薄板坯表面、中心和内部温度等的变化规律。并在实验室用热态模拟法研究证实了研究结果。     

二次冷却对连铸坯质量的影响

分析了连铸二次冷却铸坯产生的质量缺陷,从喷嘴特性、冷却制度及二冷的控制方式等方面讨论了二次冷却对铸坯质量的影响,提出了控制二次冷却是控制铸坯质量的关键.通过优化喷嘴选型及布置,选择合理的二冷制度和控制方式,可有效提高铸坯质量.     

连铸小方坯二冷动态配水控制系统的开发

基于目标温度策略,采用坯龄模型并运用计算机多线程并行计算技术,开发了方坯二冷动态配水控制系统,并通过对高碳钢进行测温实验和射钉实验,对模型的准确性进行了验证。结果表明,试验结果与模型的计算结果一致,二冷动态配水系统可满足生产的要求。     

基于MULPIC装置的宽厚板均匀冷却控制

介绍了MULPIC系统的主要设备、参数和功能,从钢板热传递、终轧温度、轧后板形等方面分析了影响钢板温度均匀性的因素。通过MULPIC系统的速度法则、边部遮蔽、头尾遮蔽、水凸度控制、前馈控制和优化LANDSCAN高温计的参数、水流量自适应系数等方法提高钢板冷却均匀性。生产实践表明,30mm厚Q550D-Z钢板实际终冷温度与目标终冷温度偏差±20℃的命中率为95%。     

二冷配水优化对连铸坯质量改善的影响

为满足品种开发与产能提高的需要,南阳汉冶特钢有限公司对原纯水二次冷却系统进行了气雾冷却改造,改造后,在其他条件不变的情况下,含Nb、V、Ti类微合金化钢的表面质量合格率较改造之前的93.8%下降到92.5%。后通过对新投产的二冷配水各区的参数等进行优化调整,该类钢的表面质量合格率由优化前的92.5%提高到优化后的98.81%,取得了理想的效果。     

连铸二冷气雾冷却传热过程的试验研究

设计并搭建了连铸二冷气雾射流热态传热试验装置,进行了连铸二冷区钢板试样冷却过程的模拟。通过在试样内部布置热电偶测量试样实时温度值,利用一维非稳态导热反问题计算法反算了表面温度、表面传热系数和表面热流密度。结果表明,试样气雾冷却过程中其表面热流密度随喷射过程呈现波动起伏,在射流冲击区宽度方向上呈现中心大,边部小的趋势,平均对流传热系数为2 454.6W/(m2·K)。     

基于三辊楔横轧成形的合理不均匀温度场应用研究

借鉴锻压领域的中心压实法,研究采用不均匀温度场方法改善楔横轧件芯部质量.为获取最佳改善楔横轧件心部质量的合理不均匀温度场,本文利用有限元技术,研究了相关热力学参数对不均匀温度场的影响规律,并结合冷却实验,得到合理不均匀温度场温度梯度曲线.通过力学分析和楔横轧实验验证,研究了获取合理不均匀温度场实际工作方法.     

连铸二冷工艺研究综述

通过对连铸二冷工艺研究的分类,从铸坯质量缺陷、凝固传热模型、智能优化控制等3方面对连铸二冷研究进行综述。分析了连铸二冷的控制理念及特点,总结了目前连铸二冷研究的成果及应用价值,提出了基于云制造的连铸二冷控制模型,并展望了连铸二冷研究的进一步发展。     

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.     

废杂铜再生黄铜水平连铸坯的表面裂纹

对以废杂铜为原材料生产的水平连铸黄铜铸坯的表面裂纹及其形成机理进行了研究。结果表明,随着铸坯直径的减小,铸坯表面裂纹增多。表面裂纹大多位于铸坯的上部,且大部分裂纹的深度在0.3～0.5mm之间,最深处可达4mm。另外,大部分裂纹的尖端比较圆钝,只有少量裂纹尖端比较尖锐,并且裂纹尖端附近有晶间开裂的现象;裂纹内部有SiO2、Al2O3等夹杂物存在。从凝固的角度分析了铸坯形成表面裂纹的原因。分析认为,不正确的二冷方式是铸坯产生表面裂纹的主要原因。采用环形喷水器的二次冷却方式后,铸坯表面裂纹基本消失,铸坯表面质量得到显著改善。     

TP2铜管坯水平连铸表面裂纹研究

通过光谱分析仪、测氧仪、扫描电镜对水平连铸TP2铜管坯裂纹试样进行了分析。结果表明，裂纹主要位于管坯上部，沿圆周方向分布，裂纹属于热裂纹，沿晶界开裂；裂纹断口严重氧化，氧含量为3．15％，裂纹长度为5～15mm，裂纹深度为0．1～1.5mm。控制冷却水的水压和流量、增加牵引速度可以减少裂纹的产生。     

空心管坯热顶电磁连铸工艺的研究

根据空心管坯的特点,提出了热顶技术和冷坩埚技术相结合的空心管坯电磁连续铸造的工艺思想。采用低熔点的Sn-4.5% Pb(质量分数,下同)合金进行了模拟试验,成功制备了φ60 mm?5 mm的空心管坯。研究了热顶和冷坩埚式外结晶器对铸型内磁场分布的影响,分析了电磁场对空心管坯质量的影响。结果表明:采用带屏蔽罩的热顶和冷坩埚式外结晶器,优化了铸型内的磁场分布;当施加功率为12 kW、频率为2 500 Hz的中频电磁场时,得到了表面光滑、宏观凝固组织中具有高等轴晶比率的高质量空心管坯。     

双流水平连铸铸铁小棒坯生产工艺及设备的研制

介绍了新近研制的双流水平连铸小直径铸铁型材生产工艺及主要设备的控制系统.该项目使中国在这一领域迈上了一个新台阶,填补了国内铸铁小棒坯水平连铸的空白.     

合金钢方坯连铸机二次冷却制度的研究

根据对40Cr的高温物理特性和高温力学性能测试结果,分析了合金钢连铸与普碳钢连铸的不同点,制定了40Cr合理的目标表面温度曲线.应用方坯连铸二次冷却计算机仿真通用软件,对某厂方坯连铸机生产合金钢40Cr进行了模拟,分析了表面温度和坯壳厚度的变化规律,得到了生产40Cr时各冷却区水量与拉速的关系式(Q=a+bv+cv2).     

锡磷青铜水平连铸结晶器一次冷却优化设计

设计的新型结晶器是在结晶器的上表面增加了出水口的数量,使结晶器上下表面的出水口不对称,克服由于铜液的重力使铸坯在下表面先结晶的缺点,在减小铸坯下表面的冷却强度的同时,还提高了铸坯的结晶中心线,使铸坯的成分均匀,进而改变了铜液对下表面凝壳的压力,降低引锭阻力,使下表面的石墨板的寿命变长。由于上下表面的冷却强度趋于一致,故减少了铸坯中存在的缺陷,使带材的成品率明显提高。