连铸坯坯壳厚度的射钉测试及凝固系数的修正

针对目前采用射钉测量铸坯坯壳厚度的方法中没有考虑钉子射入铸坯后熔化时间的问题,建立了钉子在铸坯内部的传热数学模型,同时应用有限元软件MSC.Marc对钉子熔化过程进行数值模拟,提出了凝固系数的修正方法和计算式,以实际算例说明了凝固系数、凝固终点位置在修正前后分别有0.5%和1.2%的偏差,采用修正以后的计算式,凝固系数和凝固终点的计算更为准确,对实际生产具有指导意义.     

大方坯六流中间包少流浇注时钢液的流动行为

在连铸过程中,由于钢水不足或设备故障,为适应生产节奏,关闭多流中间包单个或多个水口是常见操作。然而,水口的关闭会导致中间包流场发生变化,并进一步影响到中间包内夹杂物的去除效率。为此,针对某钢厂重轨钢用大方坯六流中间包,应用数值模拟的研究方法对关闭不同单个水口时中间包内的钢液流动行为以及夹杂物去除情况进行了研究,得出了最佳关停水口方案,为中间包水口关停的选择提供了必要依据。研究结果表明,当中间包关掉任意一流浇注时,中间包内的死区体积均会略微上升;关闭第一流对于中间包内夹杂物的去除的影响最小,此时10、30、50、70、90 μm的夹杂物去除率分别由正常浇注时的12.4%、39.1%、74.2%、93.3%、95.6%变为14.7%、36.4%、76.4%、85.3%、93.8%。     

超高强热成形钢TSCR中微米级Ti(Cx,N1-x)的析出演变

超高强热成型钢薄板坯连铸连轧(TSCR)工艺生产过程中,合理控制工艺参数,尽可能减少铸坯中粗大第二相的析出是保证产品质量和生产顺行的关键。明确粗大的微米级Ti(C_x,N_1-x)析出相在TSCR工艺流程中析出演变规律对实际生产中质量控制和工艺参数优化具有重要的指导意义。本研究通过热力学计算和试验研究相结合的方式,对超高强热成型钢TSCR工艺连铸及均热这一连续过程中微米Ti(C_x,N_1-x)析出相的析出演变行为进行了研究;明确了该过程中微米Ti(C_x,N_1-x)相“析出-回溶-粗化”的演变规律,并对其析出长大速度、回溶速度以及粗化速度做了定量分析。结果表明,22MnB5钢中粗大的微米级Ti(C_x,N_1-x)析出相在凝固末期液相中开始析出,开始析出的固相率为0.912。随着连铸温度不断降低,微米级Ti(C_x,N_1-x)相中x值由0.1增大到0.7,Ti(C_x,N_1-x)析出相逐渐由富氮相逐渐转变为富碳相。微米级Ti(C_x,N_1-x)相在连铸冷却过程中不断长大,在升温过程中又部分回溶于基体中,随后在保温阶段再次长大。在TSCR工艺连铸和均热过程降温、升温、保温阶段,微米级Ti(C_x,N_1-x)析出相颗粒生长、回溶、粗化的平均速度分别为0.007 2、-0.001 5、1.95×10-4 μm/s。     

37Mn2钢连铸圆坯的二次冷却制度

 根据钢种的高温力学性能和冶金准则,确定铸坯表面温度,制定相应的二次冷却制度,通过建立的数学传热模型对铸坯温度、凝壳厚度进行仿真计算,加以验算优化,获得最佳的二冷区冷却水量。以37Mn2钢为研究对象,结合攀钢圆坯连铸机情况,建立了与之相适应的二次冷却制度,并应用于攀钢连铸生产。实践结果表明：铸坯各控制点的实测温度与模型计算温度一致,铸坯在矫直区的温度大于950℃,所生产的圆坯中间裂纹、中心裂纹、内裂、一般疏松等质量缺陷全部评级为0,缩孔、中心疏松、中心偏析最大为1.5,满足后步工序的要求。     

含钛微合金钢低温冲击韧性波动的原因与改进

针对含钛微合金钢板生产过程中出现的低温冲击韧性波动的现象,从化学成分、冲击试样断口形貌、金相组织及夹杂物等方面分析了主要影响因素。结果表明,含钛微合金钢板的低温冲击功波动大主要与钢板有害元素含量、内部组织、夹杂物尺寸大小和分布等因素有关。为此对钢的化学成分进行优化调整,适当降低碳质量分数,严格控制磷、氮、氢等有害元素质量分数以及加热工艺参数细化组织,适当加快轧后的冷速可有效改善带状组织,提升钢板的低温冲击性能,提高产品的合格率。     

不同宽度板坯结晶器内流场的水模型和数值模拟研究

采用1:0.8比例水模型和基于Fluent软件的数值模拟,实验研究了190 mm×(1500～1900)mm宽板坯连铸结晶器的流场。结果表明,在钢水流量不变的情况下,随着结晶器断面宽度的增加,流股的冲击深度增加,流股涡心高度降低,结晶器表面流速、液面波动、流股对结晶器窄面的壁面剪切力均减小,卷渣和液面裸露几率逐渐降低。在钢水流量不变的情况下,随着结晶器断面宽度的增加,若采用同一水口,可以适当减小水口插入深度。     

板坯连铸结晶器铜板温度场的数值仿真

针对 14 0 0mm× 170mm板坯连铸机结晶器铜板的结构优化改造 ,基于控制容积的有限差分方法对改造前后两种铜板结构参数和深入式水口结构参数条件下结晶器铜板的三维稳态温度场进行了数值仿真研究。由仿真得出的结果表明 ,结晶器宽面铜板经优化改造后 (螺栓间距由 16 0mm改成 135mm、冷却水槽由 6 3条改为 5 5条 )传热效果明显增强 :在拉速为 1.4m min时弯月面附近区域改造后结晶器内弧和外弧宽面热面铜板最高温度值分别比改造前结晶器降低了 15℃和 16℃。     

涟钢ROKOP高效连铸方坯凝固传热的数学模型

建立了ROKOP高效连铸坯的凝固传热数学模型。提出二冷区总有效喷淋系数E与各段有效喷淋系数Ei、水量Qi和二冷段总水量Q的关系式E =Σ(EiQi) /Q ,二冷段有效比水量Bv与二冷段比水量B的关系为Bv =BE。应用该模型进行仿真计算 ,获得涟钢 6流ROKOP连铸机二冷区各段水量的控制方法。经生产实践证明 ,在生产 15 0mm× 15 0mm铸坯的拉速达到 3.8～ 4 .0m/min时自动控制的二次冷却制度满足工业连铸要求 ,得到优质铸坯。     

连铸坯枝晶凝固的重要微观结构特征参数的研究进展

连铸钢水凝固时结晶方式包括柱状晶和等轴晶对铸坯质量有显著影响。连铸过程合金成分、铸坯过热度、尺寸，冷却速度和温度梯度等技术参数均影响一次、二次枝晶臂间距、柱状晶至等轴晶转变边界位置和糊状区渗透率等结构特征参数。在已有研究的基础上总结了微观结构特征参数的半解析计算公式，在对连铸时宏观流场、温度场和浓度场分布的微观．宏观耦合数值模拟时可采用合适的半解析计算公式计算这些特征参数。     

Q235钢主要热物理参数对连铸传输模型精度的影响

分析和讨论了普通碳素钢的密度、导热系数和溶质分配系数等热物理参数在凝固过程中的变化情况对连铸过程动量、能量及溶质传输模型计算精度的影响。根据Fe-C二元平衡相图和宏观传输一微观偏析计算得出0．15C-0．35Mn的Q235钢液相、δ相和γ-相的密度与温度、局部混合导热系数与温度以及平衡溶质分配系数和温度之间的关系式。这些关系式的建立是提高Q235钢传输模型精度的基础。