GCr15钢大方坯结晶器电磁搅拌工艺参数优化研究

摘要：为明确不同电磁搅拌条件对结晶器内钢液流动、传热行为的影响规律,对现场大方坯连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的配置提供依据,采用ANSYS Fluent及Maxwell研究了320mm×280mm断面GCr15高碳轴承钢连铸过程中结晶器电磁搅拌工艺参数对结晶器内钢液温度场、磁场特性、注流冲击深度及液面波动的影响规律。研究结果表明,在M-EMS作用下,结晶器内钢液温度的耗散明显优于无电磁场作用工况,有利于改善结晶器内温度均匀性。注流的冲击深度随电流强度的增大而降低,而频率改变对钢液冲击深度影响不明显。当电磁搅拌电流强度一定时,随着搅拌频率增加,液面波动趋于平缓;当搅拌频率一定时,随着电流强度增加,液面波动变剧烈。对于320mm×280mm断面GCr15高碳轴承钢不同工艺进行工业试验,只改变结晶器电磁搅拌参数,从300A/2Hz调整到350A/3Hz,铸坯横截面中心碳偏析指数从1.06降低到1.01,铸坯纵截面中心碳偏析指数的平均值从0.98升至0.99,适合该钢种结晶器电磁搅拌工艺参数为350A/3Hz。     

连铸坯凝固过程热力耦合有限元模拟

 以铸坯和结晶器之间的间隙热阻为纽带,考虑保护渣凝固对接触热阻和渣膜热阻的影响,建立了连铸结晶器与铸坯热力耦合模型并编写了相应的有限元仿真程序。模型预测的坯壳厚度和实验结果吻合良好,两者差值≤2 mm。应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布。结果表明,随着拉速提高,凝固坯壳厚度减薄,铸坯产生角部裂纹的趋势增加。     

高效板坯连铸结晶器集成技术

阐述并分析了高效连铸结晶器的关键技术,重点介绍了高效板坯连铸结晶器集成技术研究开发的主要内容,指出开发和应用高效板坯连铸结晶器集成技术对提高我国板坯连铸的整体水平具有重要意义。     

板坯结晶器内钢液综合冶金行为的数值模拟

数值模拟了板坯结晶器内钢液的综合冶金行为.结果表明:钢水的流动状态主要决定于浸入式水口钢水射流形态和强度.在已经给定浸入式水口工作端的条件下,由于水口吐出孔附近存在低压抽引回流区,所以钢水仅从吐出孔下部流出,降低了水口吐出孔的有效利用面积.大断面会使其弯月面的过热度降低;坯壳温度变化主要集中在窄面冲击区域,该区域坯壳温度随铸坯断面增加而降低.断面尺寸为1 400 mm×230 mm和1 600 mm×230 mm的铸坯,结晶器出口处窄面凝固坯壳厚度能达到11.5 mm;对于1 800 mm ×230 mm断面在结晶器出口处窄面凝固坯壳厚度能达到13.4 mm.铸坯宽面坯壳厚度受断面变化的影响很小.     

连铸坯结晶器内钢液流动数学模拟研究

应用CDF软件FLUENT进行结晶器内钢液流动数学模拟,对结晶器参数进行优化.预测了在不同的操作条件下,结晶器内钢液的流动行为和温度场的分布.从温度和流场分布认为,1 500 mm ×350mm连铸坯的最佳生产工艺参数应为水口倾角25°、拉速1.5 m/min、浸入深度180 mm.     

包晶钢连铸保护渣固渣膜粗糙度影响因素

在包晶钢板坯连铸过程中,保护渣固渣膜结构及其性能对减少铸坯表面纵裂起至关重要的作用。采用改进型水冷铜探头获取不同保护渣熔融温度、不同探头浸入时间下的固渣膜。同时采用接触测试、光学显微镜及SEM观察的方法检测、评价保护渣渣膜表面(与水冷铜壁接触面)的粗糙度,并揭示了该渣系条件下保护渣渣膜粗糙度的形成与渣膜结晶(液渣凝固结晶及固渣膜玻璃层中玻璃转变结晶)的关系。研究结果表明,保护渣渣膜粗糙度随凝固时间增长无明显变化。液渣温度对生成渣膜的粗糙度有较大影响,提高液渣温度能明显提高渣膜粗糙度。并且,渣膜表面粗糙度的形成与渣膜结晶过程无明显因果关系,而与渣膜凝固中于固渣膜表面形成的开放气孔有关。     

提高CSP连拉炉数的应用研究

对提高薄板坯连铸连轧（CSP）连拉炉数进行了应用研究,通过采取优化钢水化学成分,改善钢水流动性,控制精炼时间、净吹时间、钢水温度,对耐材进行改进,选用性能优良的保护渣,加强对结晶器的管理和控制,控制钢包下渣量及中间包内渣层厚度,降低漏钢事故,优化二冷水的控制等技术措施,使连拉炉数得到了提高,取得了较为满意的效果和效益。     

TiO_2对连铸保护渣导热性能的影响

运用热线法测试了不同碱度（1.1、1.3）,不同TiO2含量（0～8%,质量分数,下同）的连铸保护渣在不同温度下（400～1 300℃）的热传导系数,并结合DSC和XRD分析结果,探讨了碱度和TiO2含量对保护渣导热性能的影响规律及原因。结果表明：本试验条件下液态渣（1 200～1 300℃）的导热系数为0.27～0....     

薄板坯连铸结晶器振动机构改进分析

介绍了DANIELI薄板坯连铸机结晶器振动机构影响拉速的根本原因，对结晶器振动机构的改进做了详细分析，有效地控制了结晶器振动台的偏摆量，比改进前提高拉速0．4m/min。     

无氟板坯连铸结晶器保护渣的研究

针对无氟保护渣开发的关键问题一一如何有效地控制结晶器传热,发现了一种代替保护渣中枪晶石的析晶物。当析晶替代物加人量大于4％时,随着加人量的增加,熔渣析晶温度和析晶率明显增大,结晶器进出水温差减小。同时,在0～8％的析晶替代物加入量范围内,无氟渣的熔点和粘度变化均满足连铸工艺要求。在重钢2号板坯铸机上浇铸中碳包晶钢结果表明,所开发的无氟保护渣使用效果优于有氟渣。