水口倾角对连铸机结晶器内流动过程的影响

应用三维流动过程计算机模拟软件,研究首都钢铁公司板坯连铸机结晶器内的钢液流动过程。在此基础上模拟计算三种水口倾角对流动形态的影响,确定出在现有水口插入深度和拉速情况下,向下30°的倾角是较合理的设计方案。     

基于云服务器的PLC监控系统设计

本文以西门子S7-1200系列PLC、网关及阿里云为研究对象,以监控交通灯为为例,利用网关和物联网IOT服务。实现了手机APP对PLC的监控功能。     

特厚板坯窄面侧裂缺陷形成原因及控制

窄面侧裂是特厚板坯常发的表面缺陷之一。通过试验研究和生产数据分析,发现特厚板坯窄面侧裂缺陷的形成原因为:包晶反应使得结晶器内的初生坯壳不均匀生长、结晶器保护渣的物理属性和水口浸入深度的变化方式对结晶器热流的影响,是侧裂在结晶器内起源的主要原因;在较大的足辊冷却强度和足辊挤压力下,起源于结晶器的微裂纹在足辊区被扩展,形成了窄面侧裂缺陷。通过优化保护渣属性、结晶器窄面锥度和水口浸入深度变化方式等措施,使得铸坯窄面侧裂发生率由10.2%降低至2.8%。     

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 中厚板拉伸试样出现了延伸率不合问题，并且拉伸试样断口出现了层状撕裂现象。通过对试样断口形貌、试样变形区和未变形区金相组织的研究，认为：中厚板中心区域珠光体比例高是层状撕裂试样厚度中心呈现脆性的原因，这种脆性区导致在拉伸过程中最先萌生裂纹，并最终导致拉伸试样延伸率不合；出现层状撕裂的试样在拉伸之前并不存在结构上的分层和断口分层，在断口上出现的平行于轧制方向的裂纹是在拉伸过程中形成的；当珠光体带的宽度超过25 μm时，试样在拉伸过程中在珠光体带中易出现裂纹并导致断口出现层状撕裂。     

基于铸机扇形段的连铸板坯热装预处理工艺设备开发

连铸板坯的热装热送作为钢-轧界面重要技术,在绿色减碳、提高成材率和缩短生产周期方面起关键作用。微合金钢连铸板坯热装温度及比例持续提高的限制性环节是钢板表面的红送裂纹缺陷,针对此问题首钢自主设计开发了基于铸机扇形段的板坯热装预处理的工艺、设备及控制系统整套技术,实现了高温铸坯表面组织细化及强韧化,消除了高温热装轧材表面的“红送裂纹”缺陷问题,解决了快冷条件下高温铸坯弯曲变形、冷却均匀性等难题,最大限度保留了高温铸坯内部温度,提高整体热装温度。相比同类技术具有更好的经济性及可复制性。     

机械结晶器非正弦振动技术

开发了一种由椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦转动技术,推导了其实现的非正弦振动的波形函数,并采用妹了弹簧缓冲的方法减小了系统的振动冲击,实际应用表明,此非正弦振动技术对减少粘结性漏钢、减小振痕深度、提高铸坯表面质量、有助于提高拉坯速度等方面工艺效果明显.     

含镍生铁在转炉冶炼含镍钢中的应用

结合国内某钢厂的生产实践,对含镍生铁在转炉冶炼含镍钢种的应用进行了热力学分析和动力学研究。热力学计算表明,不论是在标准状态下还是在转炉冶炼实际条件下,通过含镍铁块合金化进入铁液或钢液中的镍元素都不可能被氧化形成氧化镍。转炉冶炼X80-1钢表明,通过测定含镍铁块的熔化速率试验,25 mm厚的含镍铁块熔化速度比废钢熔化速度快30 s;转炉半钢成分检验结果表明含镍铁块加入转炉吹炼5 min后可以完全熔化。同时对转炉终渣成分进行扫描电镜以及XRF检测,未发现氧化镍,含镍铁块合金化镍的收得率接近100%。     

板坯连铸大辊径大压下及低压缩比轧制特厚板

 近年来,国内外科研工作者开发的连铸凝固末端重压下技术在改善连铸坯的疏松、偏析等方面取得了良好效果,但仍存在扇形段小辊径压下厚铸坯时,应变难以渗透到铸坯芯部、不利于中心疏松改善等不足。以高效率、低成本、低能耗获得高质量厚铸坯,并实现低压缩比轧制高质量厚规格产品,仍需要进一步探索。为了更加有效地解决厚铸坯连铸凝固过程产生的中心疏松及偏析问题,提出一种全新的宽厚板坯连铸大辊径大压下(BRHR)技术并研制了BRHR设备,在宽厚板坯连铸生产线上安装、调试并运行两年多,同时配套开发了宽厚板坯连铸工艺过程预测与控制系统、二冷水工艺优化控制技术。结果表明,开发的BRHR装备与技术有利于压下应变渗透到铸坯芯部,在连铸生产线上利用凝固末端或刚完全凝固(固相分数f_s=1.0)形成的大于500 ℃或大于400 ℃的大梯度温度场实施大直径辊大压下,可以显著改善宽厚板坯中心缺陷。生产实践证明,采用BRHR装备与技术使厚度为400 mm的宽厚板连铸坯缩孔、疏松及偏析得到显著改善,结合轧制工艺优化以1.90~2.53的极低压缩比轧制生产出厚度为150~200 mm的高质量特厚板,这对低成本、短流程生产高质量特厚规格产品及节能减排意义重大。     

MCCR产线低碳钢高拉速技术研究与应用

通过统计和分析现场数据,得出限制MCCR薄板坯连铸连轧低碳钢拉速提高的主要因素为结晶器热像图中的冷齿和结晶器液面波动,对冷齿和液面波动的成因进行研究,并提出有效控制措施。研究结果表明,结晶器热像图中的冷齿与结晶器弯月面凝固收缩特性相关,受冷却铜板厚度、碳当量、拉速及保护渣影响,反映到铸坯实物上为凹陷或者裂纹缺陷,需合理匹配形成最优参数组合,以降低因冷齿造成的漏钢风险。当结晶器铜板厚度减薄量在6.7%以内时,一冷水维持原设计流量;当结晶器铜板厚度减薄量在6.8%～11.1%时,拉速4.0 m/min以上时需降低10%的一冷水流量;当结晶器铜板厚度减薄量在11.2%～15.6%时,所有拉速下需降低18%的一冷水流量,同时使用高碱度B型保护渣。针对高拉速下结晶器液面波动问题,通过数值模拟研究浸入式水口插入深度、拉速、结晶器断面宽度及电磁制动等参数对结晶器内流场和温度场的影响规律,得到不同拉速和不同断面条件下电磁制动电流的合理配置,使得拉速达到5.5 m/min时钢液面最大流速仍小于0.3 m/s。上述研究结果应用后,结晶器冷齿问题得到有效缓解,110 mm厚的薄板坯最高拉速达到5.8 m/m...     

大型转炉超深脱磷新技术研究与应用

为了实现超洁净低磷钢的批量高效生产,研究开发了大型转炉基于低MgO(2.5%≤w(MgO)≤4.0%)、低MnO(w(MnO)≤1.5%)、高碱度(R≥6)和超高磷分配系数(L_P≥1 500)的极低磷钢高效冶炼技术。研究发现,减低钢渣中MgO和MnO含量及提高钢渣碱度可以大幅提高转炉终点渣钢平衡磷分配系数L_Pbal至1 500以上。通过优化冶炼初期炉料结构,提高钢渣氧化性,实现高速化渣,半钢渣中平均磷质量分数达到3.47%、FeO质量分数控制在17%～20%;通过倒渣模型计算和优化及自动控制,实现半钢快速高效稳定倒渣,经测量半钢结束倒渣量控制在35%以上;通过熔池高效搅拌,使实际生产渣钢磷分配系数L_Pact与理论平衡磷分配系数L_Pbal的比值平均为0.81左右。采用低温出钢等低磷钢冶炼技术,实现双渣工艺冶炼转炉出钢最低磷质量分数为0.000 38%、整浇次转炉出钢平均磷质量分数为0.000 73%、整浇次成品平均磷质量分数为0.001 05%的批量、稳定、高效生产,平均转炉冶炼周期为42 min。本...