高拉速连铸中间包耐材防护优化与应用

高拉速浇钢会造成中间包较严重的冲刷侵蚀,为进一步实现连铸高效率生产,满足高拉速长寿命中间包要求,通过优化中间包冲击区和迎钢面修砌方式、Al_(2)O_(3)-MgO护板材质、永久层预埋冲击板、稳流器安装方式等防护技术,提高在高拉速工况下中间包的使用寿命和安全系数。在小方坯连铸机4.5 m/min的高拉速工况下,中间包使用寿命由20 h提高到45 h,使连铸机具备长寿命高拉速的生产能力,实现了连铸直供棒材轧制生产的工艺条件,满足连铸浇注周期与轧制品种、设备维护相匹配的工艺要求。

小方坯连铸机提高拉速攻关实践

针对福建泉州闽光钢铁有限责任公司炼钢厂现有160 mm×160 mm方坯连铸机生产设备条件,通过提高结晶器冷却强度、优化二次冷却制度、增加切割前冷却装置等措施进行高拉速技术改造,成功将铸机生产平均拉速由2.6 m/min提高至3.2 m/min,最高拉速达到3.45 m/min。

R8m连铸机高拉速生产研究与实践

连铸机的高拉速生产对提高连铸生产效率有积极的促进作用,石横特钢集团有限公司炼钢厂通过对R8m六机六流连铸机进行升级改造,其中包括对结晶器铜管、二次冷却、切后冷却和温度控制的改造,同时对振动台振动方式进行优化,实现了连铸机高拉速、快节奏生产,最高拉速达到3.8~4.0m/min,并且铸坯质量满足要求,轧制情况稳定,能够达到预期效果,值得进一步推广。

高拉速板坯连铸技术研究现状

常规板坯铸机浇注窄断面铸坯或生产品种钢时,浇注周期被迫延长,难以实现炉机匹配,严重制约了炼钢车间的生产能力,因此提高连铸机的生产率迫在眉睫,高拉速已成为现代连铸发展的重要方向。本文回顾了国内外高拉速板坯连铸技术发展历程,总结了高拉速连铸的技术特点,重点介绍了高效强冷结晶器、非正弦振动、钢液流动控制、高拉速结晶器保护渣、FC(flow control)结晶器、二冷精准控制等多项关键技术,用于解决高拉速板坯稳定生产的技术难题。高拉速的实现是一项集工艺、装备、生产操作与自动化控制于一体的综合性技术。

高拉速连铸结晶器电磁控流技术发展

高拉速连铸是钢铁工业节能减排、绿色发展的必然趋势,其对连铸工艺的稳定性提出了更高要求,特别是高拉速连铸条件下结晶器内的钢液流动和液面稳定性控制至关重要.伴随着高拉速连铸技术的发展,电磁制动技术应运而生,它具有无污染和灵活控制的优点,现已广泛应用于高拉速连铸过程中.本文中介绍了国内外连铸结晶器电磁控流技术的发展,指出了不同类型结晶器电磁控流装置的工艺特点和冶金功效,明确了电磁控流装置的类型、安装位置和磁场强度对控制结晶器内钢液合理流动和改善铸坯质量的重要性.最后,笔者认为高拉速连铸结晶器电磁控流技术应向研发多区域、多模式及集成静磁场与交变磁场协同工作的多功能电磁控制装置,以及高精度、低时延的连铸在线监测与控流于一体的智能化电磁控流系统方向发展,以确保连铸结晶器内钢液流动模式、渣金界面稳定性和初凝坯壳均匀生长等得到精准控制,实现高拉速连铸稳定和高质化生产.

矩形坯高拉速连铸结晶器开发与应用

均匀传热是高拉速连铸结晶器的基本要求。采用数值模拟方法,建立了某钢厂1号矩形坯连铸机结晶器内坯壳凝固热-力耦合有限元模型,研究分析了原窄面平面型结晶器内坯壳凝固传热行为规律,在此基础上设计开发了新型曲面结构结晶器,对比分析了结晶器内坯壳凝固变形、气隙与保护渣膜、铸坯表面温度分布等演变。结果表明,传统窄面平面型结晶器易引发铸坯角部附近区域生成厚气隙与保护渣膜,阻碍坯壳偏离角区高效传热,从而引发高拉速连铸下铸坯宽面偏离角区显著凹陷缺陷。采用新型曲面结晶器,可大幅减少铸坯角部与偏离角区的气隙及保护渣膜厚度,促进结晶器内坯壳均匀化传热,消除高拉速连铸生产条件下铸坯偏离角凹陷,并提升结晶器使用寿命80%。

金烨钢铁有限公司2号连铸机高拉速生产实践

随着转炉工艺技术的不断进步,转炉实现了高效运转,平均冶炼周期达到了21 min,连铸成为制约快节奏生产的关键环节。为确保炉机匹配,实现转炉、连铸高效运转,铸机提速十分必要。基于金烨钢铁有限公司产品结构特点,对生产HRB400E钢种的2号连铸机进行高拉速生产实践。经过测算,要求连铸机拉速达到3.5 m/min以上,围绕提速要求,对传统老铸机采取了一系列的优化措施,分别对结晶器铜管冷却、二次冷却喷嘴选型及布置、结晶器保护渣、耐材尺寸进行了优化。生产实践证明,对相关参数进行优化后,连铸机拉速最高可达4.0 m/min以上,并且事故发生率低、铸坯质量良好。

高拉速下薄板坯SS400热板卷裂纹缺陷的控制

高拉速薄板坯连铸连轧生产线在轧制薄规格、开发高附加值产品上具有得天独厚的优势,但拉速过高会使薄板坯热轧卷产生表面裂纹等问题,严重影响质量的提升,反过来又限制了拉速的进一步提高。本文探讨了唐钢薄板坯高速连铸提速过程中,SS400热板卷表面裂纹多、质量差的原因,并从钢水成分、结晶器漏斗形状、保护渣性能方面提出了工艺控制措施。通过控制钢水中w(C)≥0.19%,远离包晶反应;控制w(S)≤0.005%,降低裂纹敏感性;采用上口弧形、下口平直的短漏斗型结晶器,在结晶器内形成均匀的初生坯壳;选用高碱度(R>1.6)保护渣,增加保护渣热阻降低热流密度,保证结晶器“缓冷”,在无结晶器电磁制动前提下SS400热板卷高拉速裂纹指数大幅降低,裂纹指数较常规拉速降低了87%,因裂纹导致的月废次降由232 t下降到67 t,板卷质量得到了显著改善。

硅钢高拉速生产工艺的探索与实践

介绍了马钢四钢轧3号连铸机硅钢高效化生产的工艺实践,通过优化硅钢二冷水,优化保护渣性能,改善电磁搅拌参数等措施,实现了硅钢的拉速提升,显著提高硅钢生产效率,取得了良好的效果。

阳春新钢铁低碳拉丝材高拉速生产实践

对阳春新钢铁XGL钢种提速提出了可行性方案,并对提速后产生的漏钢、质量下降问题进行分析改进,最终实现XGL钢种的超高拉速及高品质。

高拉速吹氩板坯连铸结晶器内的卷渣机理研究

基于相似理论,利用物理模型研究了高拉速吹氩条件下结晶器内的卷渣行为,考察了工艺操作参数对结晶器内液面波动和卷渣行为的影响．研究结果表明：在结晶器水口吹气条件下,大气泡对渣层的卷混是引起卷渣的主要方式,其次是漩涡卷渣,通常认为的剪切卷渣则不易发生．此外,本研究还对各种卷渣行为进行了分析,揭示其内在机理,提出了避免卷渣的措施．

高拉速连铸结晶器非正弦振动因子研究

通过分析连铸结晶器振动过程参数和结晶器内摩擦力,确定了一种新的非正弦振动形式下1．8和2．0m/min拉速时的非正弦振动因子,并阐明了非正弦振动因子随拉速提高的变化觇律．结果表明：1．8和2．0m/min拉速时非正弦振动因子适宜值为0．2,与实际应用值一致；振动频率和振幅不变,拉速由2．0 m/min升至2．2m/min,非正弦振动因子应增至0．25,以改善振动效果．

高拉速下连铸坯振痕形成机理及振动参数优化

通过分析2.0m/min拉速稳定浇铸时振动周期内弯月面初凝坯壳的受力情况,阐述了高拉速连铸坯表面振痕形成过程,给出振动参数与最大液体摩擦力和最大保护渣渣道动态压力关系;结合振动参数对振动过程参数的影响和实际设备状况,提出了振动参数优化方向,确定了拉速升至2.2m/min时的振动参数值.结果表明.弯月面初凝坯壳在钢水静压力、摩擦力和保护渣渣道压力作用下随凝固进程形成振痕,振痕生成位置取决于初凝坯壳糊状区固相分率;随拉速提高,应降低振频、增大振幅和非正弦振动因子,以改善振动效果和振痕形貌;拉速升至2.2m/min时的适宜振频、振幅和非正弦振动因子分别为145min^(-1),±5.0mm和0.25.

板坯连铸提高拉速工艺研究与实践

对首钢二炼钢板坯铸机提高拉速的工艺进行了研究.为适应1.2～1.3 m/min拉速条件下稳定正常的生产,对结晶器冷却水量、浸入式水口参数、二冷比水量、振动参数、保护渣性能指标进行了调整,最高拉速达到了1.4m/min.研究了拉速变化对结晶器热流密度的影响、提高拉速后对结晶器铜板温度的影响、矫直区铸坯表面温度变化、保护渣耗量的变化等.通过采取以上措施,与0.8 m/min拉速情况对比,铸坯表面纵裂发生率维持在同一水平,含铌的微合金钢种一检合格率显著上升,铸坯内部质量维持在同一水平.板坯双流铸机改为单流铸机后,由于拉速的提高,板坯月产量达到了9.5万t,达到了双流铸机的产量水平.

高拉速板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的数值模拟

用数值模拟方法研究了高拉速下拉速、水口出口角度、浸入深度、铸坯宽度和保护渣黏度对钢/渣界面行为的影响规律,并利用水模型实验进行了验证.研究表明,在一定拉速下,增加水口浸入深度和向下的张角能有效抑制钢/渣界面波动;熔渣黏度对钢/渣界面形状几乎没有影响,而界面速度随熔渣黏度的增加而减小.

高拉速厚板坯连铸结晶器流场影响因素的模拟研究

运用数值模拟研究方法,研究高拉速厚板坯连铸结晶器流场的影响因素;研究浸入式水口结构、水口控流方式、水口出口角度、水口浸入深度、结晶器宽度、结晶器厚度、吹氩等因素对结晶器流场、液面流速以及初生坯壳的影响。结果表明在高拉速下,结晶器的流场不稳定因素增多,工艺参数对结晶器流场的影响因数增加。在高拉速下结晶器流场流速高,液面波动大,液钢流束冲击深度大,势必造成产品质量的下降趋势,因此高拉速厚板坯连铸过程必须采用电磁制动或流场控制技术,降低高流速带来的不利影响;水口结构与结晶器规格最优化与匹配能得到适宜的结晶器流场;同时发现高拉速钢液流束对结晶器初生坯壳的影响严重,是高拉速漏钢率高的直接原因之一。

高拉速连铸结晶器非正弦振动同步控制模型

结晶器非正弦振动是实施高拉速连铸和提高铸坯质量的关键技术。提出了结晶器非正弦振动波形及振动工艺参数的确定方法和基本参数的选取原则,并结合高拉速连铸机的特点,分析了振动基本参数对工艺参数的影响规律,建立了拉速与振动基本参数间的同步控制关系,为改善工艺参数、最大限度地发挥非正弦振动技术优势、满足高效连铸生产要求提供了依据和指导。

板坯连铸结晶器保护渣性能的高拉速适用性研究

试验研究了唐山不锈钢厂180～200 mm板坯连铸使用的成分(%)分别为56～58黄长石、25～27硅灰石、4～5枪晶石、10～12玻璃相和20～22黄长石、78～80玻璃相两种结晶器保护渣的理化特性、结晶相结构及渣液的化学成分、熔化温度和液渣层的厚度。结果表明,在拉速≥1.5 m/min时,为使保护渣在结晶器内保持"全程液态润滑",保护渣的熔化温度应≤1049℃,熔化速度控制在(34±2)s;最佳熔渣层厚度为10～15 mm,渣子粘度为0.19 Pa·s。

高拉速板坯连铸结晶器液体摩擦机理分析

基于液态渣动量和质量守恒原理,建立结晶器非正弦振动模式下弯月面区液体摩擦力计算模型,通过分析2.0 m·min^(-1)拉速时液体摩擦力极值问题,提出新的液体摩擦机制.研究表明:液体摩擦力受渣道形状、熔渣池深度和结晶器与铸坯间相对运动状态等影响,并随振动波形变化;理想状态下最大液体摩擦力发生在振动速度与拉速相等时刻附近;表面裂纹生成于临近负滑脱段的正滑脱时段内,并在负滑脱段得到愈合.

高拉速板坯连铸结晶器液态渣消耗机理分析

基于弯月面渣道压力计算,分析2.0 m/min高拉速下板坯连铸结晶器振动周期内初凝坯壳变形行为,提出新的液态渣消耗机制,并定义了渣耗时间和渣耗强度的概念,阐明了结晶器非正弦振动参数对液态渣渣耗量影响规律.研究表明:渣道宽度变化引起渣道压力改变导致液态渣周期性持续消耗,振动正滑脱末期至负滑脱末期渣道负压抽吸液态渣进入渣道;降低振频延长了液态渣渣耗时间,但使渣耗强度削弱:提高振幅可加大渣耗强度,对渣耗时间影响很小;非正弦振动因子对渣耗强度影响较小,渣耗时间随非正弦振动因子减小而增大.