锻造用钢锭凝固过程温度场数值模拟及其应用

在分析锻造用钢锭凝固过程特点的基础上,建立起钢锭铸造凝固的二维非稳态温度场计算数学模型,并编制程序。计算结果反映了钢锭铸造凝固过程中温度场分布。利用该程序,可以对钢液在相似结构钢锭模中的凝固温度场进行预测和评价,也可以通过对比来优化钢锭模设计。     

25～120t真空上注钢锭模的开发设计

通过对国内外大型重机企业真空上注钢锭模参数复算及分析,结合本厂原系列钢锭模的设计经验,并通过计算机辅助设计技术,解决了传统钢锭模设计中计算复杂、优化工作量大的问题,设计了25～120t上注钢锭模.经过实践验证,该系列钢锭模有效促进了钢液凝固过程夹杂物上浮、减小成分偏析、避免锭身缩孔的出现,保证了钢锭质量,提高了钢锭模使用寿命.     

ИССЛЕДОВАНИЕ ПО УЛЧШЕНИЮ КАЧЕСТВА СЛИТКА КИПЯЩЕЙ СТАЛН

试验证明:对于大型沸腾钢钢锭,采取铸完向模内加入一定数量的SiO_2-FeO造渣剂以强化模内钢液沸腾的方法可以改善钢锭头部组织,减少钢锭上涨从而减少钢坯切头。在钢锭浇铸过程中模口盖盖铸完立即压盖,可使浇铸期间模内钢液沸腾显著减弱,并制止了钢锭的上涨,因而减轻了钢锭尾部及皮层之负偏析,提高了轧制之钢材的机械强度,并有可能进一步增加钢坯的收得率。     

改善沸腾钢钢锭质量的研究

试验证明:对于大型沸腾钢钢锭,采取铸完向模内加入一定数量的SiO_2-FeO造渣剂以强化模内钢液沸腾的方法可以改善钢锭头部组织,减少钢锭上涨从而减少钢坯切头。在钢锭浇铸过程中模口盖盖铸完立即压盖,可使浇铸期间模内钢液沸腾显著减弱,并制止了钢锭的上涨,因而减轻了钢锭尾部及皮层之负偏析,提高了轧制之钢材的机械强度,并有可能进一步增加钢坯的收得率。     

不同冷却条件下的钢锭凝固过程模拟

应用凝固模拟软件模拟不同冷却条件下的钢锭凝固过程,结果表明：应用水冷钢锭模可以改变传统的钢液冷却方式,在提高钢锭质量的同时大大缩短钢液凝固时间,有效提高生产节奏。     

OXIDATION OF RIMMING STEEL INGOT DURING TEEMING AND SOLIDIFICATION

本文定量地研究了在不同性质的气氛下凝固的小沸腾钢锭遭受氧化的程度;并研究了在大气中和隔绝大气凝固的大型沸腾钢锭,在浇铸和模内沸腾过程中的沸腾情况,母液成分的变化及钢坏中杂质含量和偏析等。结果指出:在浇铸和模内沸腾过程中,钢液的二次氧化对沸腾起着主要作用;用限制锭模内钢液与大气接触的办法来控制沸腾,可以减轻钢锭的偏析。     

沸腾钢锭在浇铸及凝固过程中的氧化

本文定量地研究了在不同性质的气氛下凝固的小沸腾钢锭遭受氧化的程度;并研究了在大气中和隔绝大气凝固的大型沸腾钢锭,在浇铸和模内沸腾过程中的沸腾情况,母液成分的变化及钢坏中杂质含量和偏析等。结果指出:在浇铸和模内沸腾过程中,钢液的二次氧化对沸腾起着主要作用;用限制锭模内钢液与大气接触的办法来控制沸腾,可以减轻钢锭的偏析。     

減少沸腾钢有害偏析的研究——Ⅱ.钢3巨型钢锭的吹氧、吹空气和加钢板冷却处理

在以往的工作中作者发现向凝固看的重量为7.1吨的钢锭吹氧气或吹空气,对于减轻钢3沸腾钢锭的有害偏析有显著的功效.为了进一步了解这类处理方法对于重量更大、因而偏析问题更为严重的钢3钢锭是否也有同样效果,曾进行了10吨以上的(目前鞍钢生产中重量最大的)FX107型钢锭的吹氧试验,并对成品钢板的质量作了监定(试验D).在另两组试验(试验B和H)中,研究了在钢锭模内加鉄板(中板,薄板)冷却对于钢3钢锭内的偏析的影响.试验H中还包括了向钢液表面(而不是象以前作的插入钢液)吹压缩空气的试验.     

ИССЛЕДОВАНИЕ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДНОЙ СЕΓРЕΓАЦИИ В СЛИТКАХ КИЛЯЩЕЙ СТАЛИ ПРИ ПРОДУВКЕ КИСЛОРОДОМ ИЛИ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ И ПРИ ДОБАВКЕ СТАЛЬНЫ

<正> 在以往的工作中作者发现向凝固看的重量为7.1吨的钢锭吹氧气或吹空气,对于减轻钢3沸腾钢锭的有害偏析有显著的功效.为了进一步了解这类处理方法对于重量更大、因而偏析问题更为严重的钢3钢锭是否也有同样效果,曾进行了10吨以上的(目前鞍钢生产中重量最大的)FX107型钢锭的吹氧试验,并对成品钢板的质量作了监定(试验D).在另两组试验(试验B和H)中,研究了在钢锭模内加鉄板(中板,薄板)冷却对于钢3钢锭内的偏析的影响.试验H中还包括了向钢液表面(而不是象以前作的插入钢液)吹压缩空气的试验.     

固体渣保护浇注1Cr18Ni9Ti钢锭

<正> 浇注1Cr18Ni9Ti不锈钢时,由于钢中铬、钛元素二次氧化很严重,表面结膜很厚,致使钢锭表面产生严重“重皮”。有时氧化膜甚至从钢锭表面延伸到钢锭内层。所浇钢锭有的因表面缺陷严重无法清理,而必须上机床扒掉一层皮再进行锻轧。这样,金属消耗增加,产品质量降低。为改善钢锭表面质量,有些钢厂采用液体渣保护浇注,即一台电炉炼渣,一台电炉炼钢。浇注时先把一定数量的液体渣浇入钢锭模内,然后另一台天车立即浇注钢液。虽然液体渣保护浇注的钢锭表面比较光滑,但占用设备多,成本高,所以该工艺已逐渐被固体渣保护浇注所     

发热保温冒口套在真空感应熔炼炉浇注中的应用研究

通过实验研究并在分析了真空感应熔炼炉浇注完成之后钢锭的冷却方式的基础上,总结出真空浇注钢锭缩孔形成原因并进行了采用发热保温冒口套进行补缩的试验研究工作。试验结果表明,当把发热保温冒口套的尺寸控制在H180 mm×φ200 mm的范围内,发热冒口套不仅减少了钢锭的内部铸造缺陷,使心部螺旋状缩孔基本消失,还提高了钢锭的致密度,细化了晶粒,从而提高了钢锭的成品率及综合性能,使最终轧制拉拔的成品焊丝性能有了不同程度的提高。     

GCr15轴承钢制造工艺的研究

研究了初炼炉冶炼工艺、精炼渣系、真空度、真空保持时间、弱吹氩时间、钢锭模温度对轴承钢质量的影响,结果表明,合适的炉渣碱度、真空度≤30 Pa,真空保持时间≥15 min,弱吹氩≥8 min,保证钢锭模温度在30~100℃,可以生产出氧含量、夹杂物含量低及表面质量良好的轴承钢。     

间断高频磁场作用下连铸铸型内金属液的运动和铸坯的表面质量 Ⅰ.液体金属弯月面运动对铸坯表面质量的影响

为了消除连铸钢坯的表面缺陷，提出了在铸型外部加间断高频交流磁场的铸造方法.用液体Ga作为钢液的模拟物，借助于激光测位仪研究了外加间断磁场对铸型内液体金属运动的影响.通过Sn的连续铸造模拟实验，探讨了弯月面波动和铸坯的表面质量之间的关系.结果表明，外加间断磁场能控制铸型内液体金属的运动，改善铸坯的表面质量控制弯月面的运动，可使铸坯表面形成和间断频率fi相应的条纹.当fi接近于实验系统的固有频率时，电磁场抑制液面运动的效果最好，铸坯的表面质量最佳.     

MOTION OF MELT IN CONTINUOUSLY CASTING MOLD AND SURFACE QUALITY OF INGOT UNDER INTERMITTENT HIGH FREQUENCY MAGNETIC FIELD Ⅰ. Effect of the Motion of Melten Meniscus on Surface Quality of Ingot

为了消除连铸钢坯的表面缺陷，提出了在铸型外部加间断高频交流磁场的铸造方法，用液体Ｇａ作为钢液的模拟物，借助于激光测位仪研究了外加间断磁场对铸型内液体金属运动的影响。通过Ｓｎ的连续铸造模拟实验，探讨了月弯月面波动和铸坯的表面质量之间的关系。     

精炼包真空直注工艺开发

介绍精炼包真空直注设备改造、工艺开发及工业实践.该工艺可以避免中间包真空浇注过程中的钢水二次氧化、中间包耐材侵蚀、中间包塞棒关不死引起下渣等问题,减少进入钢锭内部的夹杂物数量,提高钢锭质量.     

数值模拟在大钢锭制造中的应用

针对现有600 t级钢锭模结构,通过理论分析建立了适合低压转子用大钢锭凝固过程中传热及宏观偏析的数学模型。采用有限元数值模拟方法,利用Procast商业软件及自编专用程序分析了钢锭模的冷却条件、高径比、锥度对凝固过程温度分布、缩孔疏松及宏观偏析的影响规律。模拟结果及生产实践表明:现有600t级钢锭模结构比较合理,且数值模拟计算能够为生产提供理论依据与指导。     

锌铝合金热型连铸的工艺方法

就热型连铸工艺条件下对具有共晶、包晶和共析转变的5种典型锌铝合金的连续定向凝固进行了研究,找出了各种合金的最佳工艺参数配合范围.研究表明引锭操作是热型连铸工艺的关键环节,型口温度、拉铸速度、冷却条件、合金成分和液位压头对铸锭表面质量有直接影响,型口位置的固液区存在着热和力的平衡.只有通过调节工艺参数,维持固液界面的良好位置,才能拉铸出表面光滑的线材.     

铸钢锭凝固过程数值模拟和缩孔缩松预测

用有限元法对22t钢锭凝固过程进行了模拟,计算中采用了Galerkin方法和八节点等参数单元,同时考虑钢锭和锭模界面上初期紧密接触和后期气隙形成过程中界面热阻的变化。建立的模型具有通用性,能够处理各种不同类型的边界条件和变热物性参数,用等效凝固收缩量法预测钢锭冒口部位缩孔的位置和大小,用经适当修正后的G/(?)参数(G-温度梯度,R-冷却速度)预测钢锭内部缩松。计算温度与实测温度基本吻合。