基于中间包冶金工艺优化对钢液温度场的研究

以首钢82B连铸凝固传热过程为研究对象,应用FLUENT数值模拟软件对首钢中间包结构优化,研究其对铸坯凝固传热和铸坯凝固质量的影响。研究表明：中间包结构的优化改造,通过减小纵向侧壁钢液液面高度处内壁宽度,适当减小中间包两端的体积,从而减小死区,优化中间包内钢液流动和温度场分布。有利于保持钢液流场的稳定,降低钢液对耐材的侵蚀和钢液中夹杂物的含量,夹杂物的控制保证了82B在拉拔过程中质量缺陷的发生。     

新型结晶器基本参数研究及其内钢液行为仿真

为降低立式连铸机的高度,减小设备尺寸,依据经验公式计算特大方坯连铸机拉坯速度及液相穴深度。根据计算结果及可行性分析,认为拉坯速度为0.2m/min较为适合。基于结晶器传热学理论分析,提出了一种新型结晶器,即回字形结晶器。模拟分析了在结晶器内部设置内冷却器及偏转水口的作用,分析结果表明回字形结晶器可以提高传热效率,减少中心偏析,形成水平旋流以利于均匀钢水成分及坯壳生长,降低钢水冲击深度,达到电磁搅拌的冶金效果。经计算证明,采用回字形结晶器可以降低铸坯液相穴深度,从而降低铸机基础建设费用。     

双偏心驱动结晶器非正弦振动波形及工艺参数研究

针对连铸结晶器构造了一种新型非正弦振动波形函数,给出了采用机械驱动实现此非正弦振动的方案;对此波形函数及实现方案的优越性进行了分析,给出了波形偏斜率的合理取值范围及负滑动时间、负滑动率、负滑动量、正滑动时间、最大相对速度差等多个工艺参数的计算方法,绘制了多工艺参数等值曲线,为拉速-频率同步控制模型的建立及实际生产应用提供参考。     

复吹转炉双渣吹炼脱磷试验

 通过现场试验,研究了在同一转炉内进行前期脱磷倒渣后,中后期少渣脱碳以冶炼超低磷钢的工艺,即复吹转炉双渣吹炼脱磷工艺。结果表明：在铁水磷质量分数为0.11%～0.14%条件下,半钢和终点渣碱度控制在20～2.3和3.6～3.8,TFe质量分数控制在14%～16%和16%～18%,半钢倒渣量40%～60%,可以使转炉终点磷质量分数控制在0.007%以下。     

双辊薄带连铸技术状况的调查分析

调查了双辊薄带铸轧生产线的运行状况。整理出其工业化应用所需要的基础数据,如用于相关设计和决策的连浇时间、作业率等。给出了生产能力的算例。利用经典的传热凝固理论和经验对双辊连铸的关键参数进行界定,导出了辊缝d(铸带厚度)和辊径D、液位h和最大浇铸速度Vcm的关系。分析了铁辊和铜辊的差异。总结分析了双辊铸带宏观偏析有别于连铸坯的现象和机制。     

板坯二冷段电磁搅拌数值模拟研究

利用有限元分析软件ANSYS对板坯二冷段电磁搅拌电磁场进行数值模拟研究,分析了电流强度、电流频率及浇注断面尺寸对电磁场的影响。模拟结果表明:不同频率和电流强度下搅拌器内磁感应强度分布趋势基本相同,根据磁感应强度分布均匀且相对最大的原则,此搅拌辊最佳电磁搅拌频率为5～6.5 Hz。不同电流强度条件下沿宽度方向距左侧1/3处的磁感应强度波峰比右侧的高近50%,磁感应强度的大小随着电流强度的增大而增大,沿厚度方向中心部位磁感应强度最小,仅仅是靠近铸坯表面的一半。为保证搅拌力较大的位置位于铸坯内部,最佳浇注断面宽度尺寸是800～2000 mm。模拟结果为板坯二冷电磁搅拌的使用奠定了基础。     

连铸机预应力拉矫辊的优化设计

在对连铸机预应力拉矫辊载荷分析的基础上，给出了预应力辊的优化设计方法     

天津钢管公司圆坯连铸二冷系统的分析

通过对天津钢管公司从德国引进的4流弧形圆坯连铸机二冷系统的分析研究,探讨了该系统在软件和硬件设计方面存在着的部分不合理之处,并相应提出了改进、完善该系统的远期与近期二套设想。     

摆动触发的连铸结晶器非正弦振动系统及工艺参数研究EI北大核心CSCD

通过控制电机的角速度实现非正弦振动各种参数的在线调节,提出一种摆动触发的对置伺服电机驱动结晶器振动装置。首先,阐述振动装置的工作原理,并建立其三维模型;其次,基于整体函数非正弦振动波形,给出实现该波形的伺服电机角速度曲线及工艺参数的计算方法;最后,绘制多工艺参数等值曲线,根据某钢厂连铸机的振动工艺参数,确定出非正弦振动合理的拉坯速度与频率和振幅的同步控制模型。研究表明,理论计算的非正弦振动工艺参数满足取值限度要求,对于进一步减小铸坯振痕深度、改善铸坯与结晶器之间的润滑、提高拉坯速度和铸坯表面质量,具有重要的参考价值。     

单伺服电机驱动连铸结晶器非正弦振动技术

针对电液伺服驱动的结晶器非正弦振动装置系统复杂、设备昂贵、维护费用高等问题，提出一种伺服电机-偏心轴-连杆驱动的结晶器非正弦振动技术。首先，阐述了伺服电机-偏心-连杆驱动实现结晶器非正弦振动的原理；其次，给出了实现结晶器非正弦振动时伺服电机转动规律的推导方法，并针对具体的非正弦振动波形函数，推导了伺服电机的转动规律表达式；最后，在实验室的试验样机上进行振动试验，结果表明，采用伺服电机-偏心-连杆驱动系统，能够准确地实现结晶器非正弦振动波形，设备运行平稳。本研究提出的结晶器非正弦振动技术可以大幅度降低设备成本和维修费用、延长设备维修周期，提高设备稳定性，有助于提高铸坯质量及拉坯速度，具有很大的推广价值。