高强韧铝合金半连铸铸锭温度场与应力场数值模拟

基于有限差分软件MAGMAsoft的Continuous casting模块,建立了准800 mm×2 000 mm高强韧铝合金半连铸圆锭热-力耦合的有限差分模型。分别对不同结晶器高度、引锭底盘形状,以及不同铸造速度下的温度场、应力场进行了模拟计算。综合分析了工艺条件的改变对铸锭温度场和应力场的影响规律。结果表明:结晶器高度为200 mm时,液穴深度和铸锭温度梯度较小,裂纹倾向减少;引锭盘形状为圆柱形凸底盘时,有利于降低裂纹倾向;提高铸造速度,使液穴变深,温度梯度增加,裂纹倾向增大。     

EB炉结晶器中熔体表面温差对钛扁锭中Fe偏析的影响

采用电子束冷床炉熔炼了大规格纯钛扁锭(8 000mm×1 050mm×210mm),研究了结晶器中熔体表面温差对钛扁锭中Fe元素偏析的影响机理及控制方法。结果表明,电子枪对结晶器中熔体表面扫描功率的分配比不合理,会使得熔体表面产生温度不均匀和局部过热现象,导致随着熔体表面平均温差的增大,扁锭中Fe含量越低,且横向偏析越严重;当电子枪对结晶器中熔体表面扫描功率分配比为32%、28%、40%时,熔体表面平均温差最小,钛扁锭中Fe元素偏析程度最小,轧制成钛带卷后力学性能均匀。     

EB炉熔炼工艺参数对大规格镍扁锭中碳元素偏析的影响

利用电子束冷床炉熔炼大规格纯镍扁锭(6600 mm×1050 mm×210 mm),研究了熔炼工艺参数(电子枪功率与拉锭速度的配合)对镍扁锭中碳(C)元素偏析的影响及机理。结果表明:电子枪功率与拉锭速度配合不当会导致镍扁锭中C元素出现不同程度的偏析;协调各区域的电子枪功率和选择适当的拉锭速度可以使镍扁锭中C元素分布更为均匀;当冷床熔炼区域、溢流区域、结晶器区域的电子枪总功率分别为720、150、360 kW,拉锭速度为5 mm/min时,镍扁锭中C元素偏析程度最小,轧制成镍带卷后力学性能均衡性最好。     

AZ31B镁合金400mm×1200mm扁锭铸造流量控制的改进

铸造AZ31B镁合金400 mm×1 200 mm扁锭时,扁锭易产生冷隔。其主要原因是铸造系统的气路压力不稳,导致结晶器内镁合金液面忽高忽低。通过增加气动定值器与镁液分流器杠杆,可以保持结晶器内镁合金液面的高度稳定,从而减少扁锭的冷隔,使其成品率大大提高。     

水平连铸φ150mm×20mm纯铝管锭

一、水平连铸φ150min×20mm纯铝管锭的基本过程 φ150×20mm纯铝管锭(化学成分如表1所示)的水平连铸过程为:电阻保温炉中的铝液通过出铝口流出,经过流槽流入固定在底座的中间缸,在中间缸稍静止后进入嵌在其外侧的结晶器,其铝液在结晶器中受到一次冷却之后,凝固成具有一定强度的外壳,然后被引锭杆拉出结晶器(通过铸造机的牵引作用),再受到二次冷却水的直接冷却,最后由同步锯将其冷却后的管锭据切成符合工艺要求的尺寸。     

钛锭连铸过程中结晶器高度与厚度对凝固界面形貌的影响

应用有限元数值计算方法研究了电子束冷床熔炼连铸钛锭过程中水冷结晶器高度及厚度对大规格钛锭固液界面形貌的影响规律。结果表明:在相同的工艺条件下,随着水冷结晶器的高度增加,钛锭的熔池深度逐渐降低,当水冷铜结晶器高度超过结晶器有效散热高度(300)mm后,钛锭的固液界面形貌趋于稳定;随着水冷结晶器厚度的增加,钛锭的熔池深度逐渐增加,固相率逐渐降低,但钛锭固液界面的熔池形貌变化不显著。     

电子束冷床炉熔炼超长超薄TC4铸锭过程中坩埚的尺寸设计（英文）

钛锭固液界面形貌对其凝固组织有着很大的影响。研究了超长超薄TC4扁锭EB炉熔炼中结晶器三维尺寸对固液界面形貌的影响。结果表明:当TC4扁锭截面长度超过450mm时,结晶器的冷却能力不再增加。当长度超过有效距离时,随着结晶器长度的增加,熔池深度和糊状区宽度不再发生改变。此外,提高结晶器的长宽比有利于提高TC4扁锭的表面质量。计算结果表明,结晶器内长和内宽比应在4:1和6:1之间。当结晶器高度大于300 mm时,熔池深度和糊状区宽度不变。本研究可以为电子束冷床炉(EBCHM)熔炼超长超薄TC4扁锭的结晶器三维设计提供一定的设计依据。     

不同尺寸大规格铝合金扁锭同时铸造的工艺研究

使用wagstaff铸造机,试验研究不同尺寸大规格铝合金扁锭同时铸造的工艺。结果表明,采用铸造温度690℃~710℃,铸造速度25 mm/min~50 mm/min,结晶器中的液位高度65 mm,冷却水流量控制为13 m~3/h~80 m3/h,结晶器布设方式为中心对称,可以实现一次铸造厚度550 mm、宽度变化在1 910 mm~2 570 mm范围内的两块大规格铝合金扁锭。铸造出的扁锭表面无皱褶、裂纹、锭尾塌陷、通裂等缺陷。通过直读光谱分析化学成分、高低倍组织检查,发现其扁锭的组织、成分均匀,晶粒度细小,满足用户使用要求。     

维斯塔金属公司的特大2×××系及7×××系铝合金锭铸造

扼要地介绍了美国维斯塔金属公司(Vista Metals Corporation)铸造超大硬铝合金(2×××系、7×××系)圆锭及扁锭的工艺。维斯塔金属公司在铸造硬铝合金特大锭方面居世界领先地位,2003年初铸出直径1 068 mm的7175合金圆锭,2004年秋铸出宽2 438 mm、厚1 067 mm、长4 369 mm的2618铝合金扁锭,这都是创世界记录的。特大2×××系及7×××系铝合金锭在航天航空工业、交通运输工业、模具制造业有着重要用途。     

关于水平连铸引锭理论的探讨

目前连续铸锭的理论研究对于引锭的工作方式没有引起人们的足够重视。但是连铸中普遍存在的结晶器磨损,铸锭表面裂纹等问题,都属于机械受力问题,都与引锭方式有直接关系,此问题在水平连铸中更为突出。当前的水平连续铸锭,多属于一种 Wertleli 法,采用石墨结晶器内套和间歇引锭方式。对于引锭方式的研究,国外一些国家正在研究中。本文综合了近年来国外在水平连铸引锭方式试验研究中所取得的正反两方面的经验,特别是英国反推式引锭的经验和西德微引程引锭的失败教训,并结合本厂的工作实践,     

铝及铝合金圆锭铸造结晶器的应用研究

介绍了铝及铝合金圆锭铸造过程中所需结晶器的结构种类,对比了分体式结晶器和一体式结晶器的优缺点,同时分别阐述了分体式结晶器和一体式结晶器的生产工艺;通过实际生产得出,分体式结晶器更适合于直径300 mm以下圆锭的生产。最后,研究了结晶器内部的石墨环材质性能和尺寸要求,生产实践表明矮结晶更有利提升圆锭质量,石墨环内径尺寸为圆锭直径的1.025倍。     

板坯连铸结晶器内钢液流场的水模拟研究

以某钢厂生产断面为165 mm×565 mm板坯连铸结晶器和水口为原型,采用1∶1的物理模拟,制作结晶器和浸入式水口模型。对结晶器流场进行水模拟试验。通过改变不同参数,研究不同因素对结晶器流场的影响,以便得到更适合现场生产的工艺参数。实验结果表明,生产断面为165 mm×565 mm板坯连铸结晶器浸入式水口倾角20°,拉速的调节范围在1.0~1.1 m/min,结晶器水口浸入深度在130~140 mm范围。更加有利于结晶器的顺利运行,提高钢坯质量。     

钛镍合金连续铸造装置

在自行研制的钛合金连铸装置上进行钛镍合金的连续铸造实验,在感应加热下使用氧化钙坩埚和氮化硼结晶器内衬,通过调整各项工艺参数,实现连续铸造.结果表明:在氩气保护气氛下,高频感应加热器保温输出功率为8kW,钛镍合金熔体温度为1400℃,引锭杆位置在感应线圈以下40mm处,引锭杆的牵引速度为8mm/min,冷却水温度为室温,钛镍连铸棒坯的直径为10mm可以拉出表面光洁的连铸棒坯.     

电子束冷床炉熔炼超长超薄TC4铸锭过程中坩埚的尺寸设计

钛锭固液界面形貌对其凝固组织有着很大的影响。本文研究了超长超薄TC4扁锭EB炉熔炼中结晶器三维尺寸对固液界面形貌的影响。结果表明:当TC4扁锭截面长度超过450mm时,结晶器的冷却能力不再增加。当长度超过有效距离时,随着结晶器长度的增加,熔池深度和糊状区宽度不再发生改变。此外,提高结晶器的长宽比有利于提高TC4扁锭的表面质量。计算结果表明,结晶器内长和内宽比应在4:1和6:1之间。当结晶器高度大于300mm时,熔池深度和糊状区宽度不变。因此,通过本文研究可以为EBCHM熔炼超长超薄TC4扁锭的结晶器三维设计提供一定的设计依据。     

B30铜合金电渣重熔工艺实践

采用熔点比铜合金熔点低100～200℃的MgF2-CaF2渣系重熔B30铜合金,熔化速率(kg/h)控制在(1～1.3)×结晶器直径(mm),有利于改善电渣锭的表面质量,提高铜合金纯净度和电渣锭致密度,改善锻造性能。     

方圆坯连铸机引锭杆下滑现象的研究与改进

结合华中某特钢方圆坯连铸机在开浇至脱引锭阶段出现引锭杆突然下滑导致结晶器液面波动的现象,综合分析引锭杆下滑的各种影响因素,强化操作规范、加强设备点检等人为因素和针对设备自身存在的客观问题进行改造,有效地降低了引锭杆下滑的概率,保证生产工艺参数的稳定。     

连铸机的安装与调整

连续铸钢机按设备的布置分为:立式,立弯式、弧形及水平连铸机。按铸坯的形状分为方坯,圆坯及板坯连铸机。立式板坯连铸机包括:钢水包活动浇注台架、中间包升降回转台、中间包、中间包加热装置、结晶器、结晶器振动机构、上部引锭杆对中辊、喷咀式二次冷却装置、铸坯及引锭杆除水装置、下部引锭杆对中辊、拉坯机、导向漏斗,气割渣收集装置、铸坯提     

2024铝合金2700mm×550mm扁锭铸造工艺研究

采用Almex铸造机,试验研究大规格2024铝合金扁锭的铸造工艺。结果表明:通过控制Fe元素和Be元素的含量可以改善铸锭的表面质量,提高铸造成功率;在铸造温度680℃～690℃、铸造速度25 mm/min～45 mm/min、水流量控制在20 m3/h～80 m3/h、结晶器中的铝液位高度60 mm的工艺参数下,可以铸造出规格为2 700 mm×550 mm的2024铝合金扁锭,提高了铸锭的成品率,降低生产成本。铸造出的扁锭表面无皱褶、裂纹、锭尾塌陷等缺陷,铸锭组织、成分均匀,晶粒度细小,满足用户需求。     

方圆坯连铸机引锭杆下滑现象的研究与改进

结合华中某特钢方圆坯连铸机在开浇至脱引锭阶段出现引锭杆突然下滑导致结晶器液面波动的现象，综合分析引锭杆下滑的各种影响因素，强化操作规范、加强设备点检等人为因素和针对设备自身存在的客观问题进行改造，有效地降低引锭杆下滑的概率，保证生产工艺参数的稳定。     

吹氩条件下结晶器钢渣液面波动行为

为深入揭示不同工艺条件下结晶器钢渣界面行为,采用Fluent流体力学软件对某钢厂断面为1 000 mm×230 mm的结晶器进行数值模拟。分析不同拉速(0.9~1.5 m/min)、水口倾角(12°~15°)和氩气流量(0~6 L/min)对结晶器钢渣界面波动的影响。结果表明,吹氩量为4 L/min时,拉速的增加会减小氩气泡上浮对结晶器水口附近钢渣界面的扰动,但靠近结晶器窄面处波高会随着拉速增大而加剧;氩气流量的增加使水口周围钢渣界面波动加剧,窄面附近波动由于氩气泡上浮对钢液湍动能的消耗增加而变得平稳;水口倾角对钢渣界面影响较大,倾角较小时,氩气泡上浮距离变短,水口周围和窄面附近波高和速度都比较大。