高磷IF钢结晶器液面波动原因分析与控制

结合邯钢高磷IF钢板坯生产实际,系统分析了影响高磷IF钢结晶器液面波动的因素,通过提高钢水质量、优化钢水过热度、合理调整吹氩量、改善二冷水、加强设备管理等措施,结晶器液面波动大于±5 mm的比例由原来的12.3%降低到5.8%,板坯夹杂缺陷率由原来的1.56%降低到0.38%,为连铸稳态浇注高磷IF钢提供保证。     

薄板连铸结晶器内流动和液面波动行为的数值模拟

利用ANSYS CFX软件模拟研究了两种不同情况下(考虑和忽略液面变形)薄板坯电磁制动结晶器内的流动和液面波动行为,分析讨论了两种模拟条件下,磁感应强度和磁体位置对结晶器内的金属射流行为和液面波动行为的不同影响,以及拉速和液面波动指数对液面波动的影响。结果表明,当不考虑液面变形时,液面速度分布呈"抛物线"分布,弯月面最大波高靠近水口;而考虑液面变形和波动后的钢/渣界面速度有明显的峰值变化,钢/渣界面最大波高靠近结晶器窄面。通过两种情况的模拟结果,发现在合理的工艺参数下,考虑液面变形和波动的模拟结果更有实际意义。     

电磁搅拌宽厚板结晶器内钢液流动和液面波动

为合理控制宽厚板结晶器内的钢液流动和液面波动,提高铸坯质量。通过数值模拟的方法研究了2 200 mm×250 mm连铸结晶器内的钢液流动和液面波动行为。考察了搅拌位置对流动和液面波动行为的影响规律。结果表明,电磁搅拌可增强上回流区域钢液流动,有利于均匀钢液成分和温度。电磁搅拌可使水口附近钢液的流速增加约0.04 m/s,增强了对水口附近钢液的搅拌。提高搅拌位置,搅拌产生的水平旋流增强了下返流流速,使熔池内下涡心位置上移。钢液的水平旋流使上返流发生偏转,减弱了上返流流速,降低了对液面的直接冲击,减小液面波动。适当提高电磁搅拌器位置有利于控制液面波动。电磁搅拌器中心位置Y=-0.1 m时,液面波动可由7.5 mm降低到3 mm以内,可减小液面卷渣,流场具有很好的对称性。     

优化辊列解决结晶器液面波动的研究与应用

针对本钢炼钢厂2号板坯连铸机生产的包晶钢,结晶器液面存在波动问题。通过分析包晶钢结晶器液面出现的周期性波动,参考包晶钢的相变特性,推断出钢液在扇形段内产生包晶相变反应L+δ→γ,使液芯发生约4%的体积收缩,扇形段内铸坯的液芯容积发生变化,造成结晶器液面出现波动。结合本钢2号连铸机的生产实际,其扇形段采用单一辊列设计,造成这种液芯容积变化的逐渐叠加,经扇形段同一种辊径及辊间距的共振放大,最终形成结晶器液面的周期性波动。结果表明：包晶钢的成分设计对结晶器液面波动有一定的影响;合理控制钢水过热度,能有效的抑制结晶器液面波动。本研究通过对铸机扇形段辊列进行优化设计,最终解决结晶器液面波动的问题。     

板坯连铸结晶器液位波动研究及控制实践

2013年以来,河钢邯宝公司炼钢厂品种钢产量在增加,但结晶器液面波动所导致的质量问题也是时有发生。本文作者通过现场跟踪,找出了不同类型的结晶器液面波动及其曲线特征,并针对导致液面发生波动的原因采取了对应的优化措施。通过技术攻关,取得了显著成效。（1）结晶器液面波动大的炉次比例由原来的9.63%降低至3.47%;（2）关于超低碳钢生产,因结晶器液面波动而导致SEN水口更换的比例由16.67%减少至6.67%;（3）提高了液面波动控制水平,降低了液面波动的程度及频率,提升了产品质量。     

宽厚板坯连铸机漏钢原因浅析

针对某炼钢厂宽厚板坯连铸生产过程中的漏钢事故,分析了厚板连铸板坯产生漏钢的原因。现场生产实践表明,结晶器传热不均、保护渣性能不良、结晶器液面波动和操作不当等原因是引起漏钢的主要因素,并提出了有效预防漏钢的控制和改进措施,取得了良好效果。     

板坯连铸结晶器流场及液面波动水模研究

以我国实际生产的某结晶器为原型,建立1∶1有机玻璃水模型,模拟研究了结晶器断面和中间包液位对板坯连铸结晶器流场形态和结晶器液面波动的影响。中间包液位改变了水口出口的压力从而使结晶器流场和液面波动发生变化。通过实验研究进一步认识了板坯连铸结晶器液面波动及其影响因素,并用以指导高质量连铸坯的生产。     

板坯连铸结晶器浸入式水口结构优化

针对断面为180×730 mm~2板坯结晶器液面波动较剧烈,易产生卷渣等问题,基于物理模拟和数值模拟对结晶器内钢液表面流速、液面波动和钢水凝固状况等复杂物理现象进行了研究;对拉速和浸入式水口的角度与底部结构进行了设计和优化,并通过物理模拟和数值模拟进行了验证。结果表明,倾角为20°、浸入式水口的底部结构为凹底30 mm,拉速为0.9～1.0 m/min,结晶器表面流速在0.18 m/s以下,液面波动较为平稳。     

基于ANSYS的45钢结晶器内传热分析

采用液面波动VOF和传热模型,运用ANSYS CFX有限元仿真软件构建薄板坯在结晶器内的波动状况和温度场分布。通过有限元计算可知:液面波动VOF模型可以有效地对三维结晶器液面波动进行模拟;通过仿真研究拉速与液面波动的关系和拉速与温度场的关系,得出随着拉速的增大,液面波动加剧,卷渣增多,结晶器出口处的温度增大。     

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。     

浇铸IF钢的FC结晶器工艺参数优化试验

在铸坯断面与浸入式水口型式一定的前提下,考虑塞棒吹氩流量、浇注速度、水口浸入深度3因素对结晶器流场的影响。针对IF钢生产,制定了3种FC结晶器工艺参数试验方案,并进行了试验,通过对IF钢板夹杂情况进行了统计分析,摸索出最佳的FC结晶器工艺参数为:浇注铸坯断面为230 mm×1400 mm的IF钢,正常浇注速度为1.35~1.40 m/min,FC结晶器上线圈工作电流为+240 A;下线圈实际工作电流为-274 A。     

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 介绍了非真空处理工艺条件下的铸坯表面气孔缺陷情况，分析了可能引起铸坯表面气孔的气体在钢液中的行为，指出大型气孔可能来自2个方面：由氢和氮的混合气体所致；结晶器液面波动使钢液穿透粉渣层，导致钢液二次氧化，二次氧化物与保护渣中的碳反应生成CO气体。     

内冷却器对方坯连铸结晶器内钢水流动影响的数值模拟

采用CFD软件Fluent对0．2％碳钢165mm方坯连铸结晶器内钢水在流场温度场耦合作用下钢水流动状况进行数值模拟并考察结晶器内冷却器的作用。结果表明内冷却器可以明显的减缓钢液的波动状况,降低钢液的流动速度。而使钢液的流动变得均匀。     

水口浸入深度对CSP结晶器内流场的影响

为了解决高拉速生产条件下CSP板坯表面质量问题,利用数值计算软件FLUENT针对某厂CSP连铸机水口插入深度对结晶器流场及液面波动的影响进行了数值模拟研究。研究结果表明,不同的水口浸入深度结晶器内流场基本相同,增加水口浸入深度对结晶器流场影响不明显,水口浸入深度的大小直接决定了从水口流出的流股撞击结晶器窄面位置的高低,同时得出,当水口浸入深度从300、340增大到380 mm时,液面处最大流速分别为0.180、0.160和0.127 m/s;增大水口浸入深度,结晶器上回流对结晶器液面的扰动将减弱,对应的卷渣次数减少。     

电磁制动对宽板坯高拉速结晶器内流场的影响

以Fluent6.3为计算平台,采用数值模拟方法研究了电磁制动不同参数下宽板坯高拉速结晶器内的流场。结果表明,电磁制动可有效控制结晶器内钢液的流动,改变钢液的流动方向,改善钢液上下环流区的分配率。在静磁场作用下,上部环流区的流动增强,下部环流区流动减弱,自由液面的波动减轻。     

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为探究涟钢连铸纵裂纹产生的原因,对钢水质量、过热度、进出水温、保护渣性能、液面波动及结晶器铜板等进行了检测、分析.认为其主要原因是:钢中部分硫含量处于较高水平,使w(Mn) /w(S)比为28.8;停产后结晶器进水温度下降幅度达到25℃,恢复生产后水温又快速上升到30～32℃;保护渣碱度波动较大,最低时达到1.1,使渣玻璃性强、导热性较好;液面波动高达6～7mm,保护渣不能均匀流入,影响结晶器的传热;另外,结晶器铜板划伤造成初生坯壳与铜板接触不良,局部温度偏高.并提出了相对应的措施,经过调整后,涟钢1号机表面纵裂纹发生率由0.50％下降到0.024％.     

预硬型塑料模具钢的研究进展

综述了预硬型塑料模具钢的分类、性能要求和国内外预硬型塑料模具钢的牌号和化学成分,重点介绍了近年来国内预硬型塑料模具钢在成分设计和热处理工艺改进方面取得的研究成果,其中一些钢的性能和预硬化工艺达到国际先进水平,指出了预硬型塑料模具钢今后的发展方向.     

冷轧宽幅平整机延伸率控制系统的研究及优化

针对某厂冷轧宽幅平整机生产IF钢时平整延伸率控制精度不高的问题,重点研究了平整机的平整延伸率控制系统,详细阐述了轧制力和带钢张力对平整延伸率的调节方法与分配制度;同时,研究了带钢张力对平整延伸率控制精度的影响规律,提出了带钢张力优化原则。针对平整机低速及升降速时平整延伸率波动大的问题,提出了增加速度前馈控制系统的解决方案;针对生产IF钢平整延伸率控制系统达到系统最小轧制力问题,提出了降低系统最小轧制力及标定零轧制力时调整工作辊弯辊力和中间辊弯辊力的解决措施。现场试验结果表明,采取上述措施后,平整延伸率控制精度明显提高。     

高耐候钢板坯表面纵裂成因分析与控制

针对高耐候钢连铸板坯生产实践中遇到的表面纵裂纹问题,对钢的成分、结晶器保护渣、结晶器冷却及二冷区冷却等影响因素进行了讨论分析,提出了连铸工艺改进优化方向。生产实践表明,采取控制镍铜比大于0.3,选用高碱度、高熔点、低黏度耐候钢专用保护渣,调整结晶器倒锥度每米1.0%～1.1%,结晶器及二冷区弱冷却;控制非稳态浇铸,维持钢水过热度在20～30 ℃,稳定液面波动在2%以内、拉速波动在±0.2 m/min等技术措施,板坯表面纵裂发生率从50%以上降低到3%左右。