板坯连铸结晶器内非对称流动现象的数值模拟

基于流体力学基本原理,采用Fluent软件建立板坯连铸结晶器及浸入式水口的三维有限元体积模型,模拟研究了水口不对中和水口单孔结瘤条件下结晶器内流体的流动特征和温度场分布状况.结果表明:水口对中不良时,结晶器两侧回流明显不对称,液面会产生旋涡,水口偏向侧温度高于水口偏离侧;水口出口单孔结瘤时,未结瘤侧流股增强,液面流速增大,并且液面有涡流产生,结瘤侧新鲜钢液减少,温度偏低.     

宽厚板包晶钢的保护渣

针对包晶钢的凝固特性,研发了高碱度、高结晶速率、低结晶温度及低热流密度保护渣,并在宝钢3^#连铸机上进行了试验研究.现场试验四个浇次的结果表明,使用改进渣的试验流铸坯无纵裂发生,而使用原渣的对比流铸坯裂纹率达到5%.优化保护渣有效防止了铸坯表面纵裂的发生.     

宽板坯结晶器保护渣的开发

宽板坯连铸与常规板坯连铸相比有着较大的差异.通过对保护渣理化性能、绝热保温性能的研究,确定了适合于宽板坯中碳钢连铸用保护渣的理化指标,并开发出XCN-Z型保护渣.工业应用表明:研制的XCN-Z型宽板坯连铸用保护渣使用效果好,能满足拉速为1.3～1.5 m/min的中碳钢中厚板坯连铸连轧的要求.     

无氟连铸结晶器保护渣的结晶性能

 结晶器与连铸坯间的保护渣膜直接影响着连铸坯的润滑及传热,而保护渣的结晶性能是影响润滑和传热的重要因素。通过测定保护渣的结晶温度、结晶率和结晶体几何尺寸,研究了碱度和TiO2含量对含钛无氟保护渣结晶性能的影响规律。结果表明：加大碱度和增加TiO2含量都能明显提高保护渣的结晶倾向性。     

保护渣渣圈形成长大机理及影响因素研究现状

结晶器保护渣是一种重要的功能材料,对保证连铸过程顺行及提高铸坯质量起着重要作用,但在连铸过程中,保护渣容易在结晶器内壁上黏结,形成渣圈。过大的渣圈会削弱保护渣的控制传热和润滑作用,容易使铸坯表面缺陷增多,甚至造成漏钢事故。从宏观和微观两方面综述了国内外对渣圈形成长大机理的研究成果,并对渣圈在结晶器壁上的黏结情况进行了分析,总结了影响渣圈形成长大的因素,同时指出了现有研究中的不足,为以后的工作提供了参考。     

连铸方坯中心线凝固行为波动现象及变化规律

连铸坯中心线区域钢液的凝固行为与中心偏析缺陷的形成及控制密切相关。基于中碳钢连铸方坯纵断面的实际凝固组织,以中心偏析点内部二次枝晶间距计算局部冷却速率,揭示了铸坯中心线局部冷却速率的波动特征。结合连铸三维凝固模型,研究了铸坯中心线固相率波动引起局部冷却速率波动并最终影响铸坯中心组织和性能的均匀性的机理;对不同工况铸坯中心线固相率和局部冷却速率波动的周期性进行了分析对比,提出了连铸坯凝固终点位置的周期性波动机理并得到了不同拉速下凝固终点波动距离的判断方程,对于所选连铸方坯,凝固终点波动距离为25.0～27.5 mm;在此基础之上,研究了拉速对中心线固相率波动程度的影响规律,并分析了凝固终点波动距离变化对末端电磁搅拌(final electromagnetic stirring, F-EMS)和轻压下(mechanical soft reduction, MSR)作用均匀性的影响。结果表明,拉速由1.8 m/min提高至2.4 m/min后,虽然液相穴长度增加可能增加整体偏析程度,但铸坯中心线固相率波动程度降低了20%,这有利于减轻中心线偏析沿拉坯方向的波动性,提高铸坯中心质量的均匀性。并...     

异型坯连铸结晶器传热行为的数值模拟研究

利用ABAQUS有限元软件建立异型坯连铸结晶器铜板的三维有限元模型,并通过ABAQUS用户子程序施加传热边界条件,对现有的异型坯结晶器铜板温度场进行数值模拟研究,重点分析铜板热面温度的分布规律,并对其进行优化,得到合理的温度场分布.给出了水槽和水孔中冷却水流速、铜板厚度以及拉坯速度等工艺参数对结晶器铜板温度场的影响规律...     

利用碳钢铸坯组织灰度图获取C含量分布的方法

基于热酸洗腐蚀原理与图像光学理论,提出运用金属低倍组织灰度分析技术(灰度分析法)获取中高碳钢铸坯的低倍组织中不同位置不同区域不同尺度的一维、二维C元素含量分布。偏析严重的位置得到的C元素含量高,初始凝固的晶粒中心位置得到的C元素含量低,说明通过灰度分析法计算的C元素含量分布能与低倍组织形貌很好地对应。同时,通过电子探针与灰度分析法的测量结果对比,发现二者C元素含量的变化趋势具有很好的一致性,这验证了灰度分析法的有效性。另外,低倍组织图像整体亮度的改变不会造成由灰度分析法所测量的C元素含量发生明显改变,则表明灰度分析法对测量环境的变化具有一定的抗干扰能力,也间接说明了其可靠性。     

IF钢铸坯皮下小气泡分布

通过铸坯取样分析研究了板坯结晶器内拉速和电磁制动与小气泡分布之间的关系,探讨了拉速以及电磁制动对IF钢铸坯皮下气泡大小、数量和分布的影响规律.实验结果表明:铸坯皮下气泡直径小于0.1mm的气泡占总数的57%,0.1~0.5mm之间的占42.5%,大于0.5mm占0.5%,并且随着皮下距离的增加,被捕捉的气泡尺寸越来越小,而气泡数量边部比1/4处要多50%左右,1/4位置最少;拉速提高会导致气泡尺寸变小,在1/4及边部,气泡聚集位置由皮下9mm变为12mm附近,但是低拉速和高拉速均在皮下3mm位置处有气泡聚集;电磁制动下,铸坯中心处气泡尺寸变大,1/4及边部位置气泡尺寸变小,且会使气泡数量总体降低,主要表现在聚集位置处的气泡数量明显减少.     

Li2O对高铝钢保护渣结晶行为及渣膜传热的影响

设计了非反应性保护渣,利用热丝法和渣膜热流模拟仪研究了Li₂O含量对其结晶行为和渣膜传热特性的影响.结果表明:在小于2%的范围内增加Li₂O的质量分数可减弱非反应性保护渣的结晶性能;而在2%~5%范围内增加Li₂O的质量分数,则渣系晶体析出孕育时间缩短,结晶温度升高,临界冷却速度增大,结晶速率常数增大,即促进了非反应性渣系的结晶.同时发现,在2%~5%范围内增加Li₂O的质量分数,非反应性保护渣的最大热流密度、平均热流密度及特征时间均减小.