鞍钢8m弧半径小方坯连铸机提速实践

针对8 m弧半径小方坯铸机拉速低不能满足生产要求的问题,分析了影响铸机提速的主要原因,采取了增加结晶器长度,更新结晶器供水泵,更新二冷水嘴,增大二冷管径以及优化系统温度等措施,铸机拉速由2.8 m/min提高到3.5 m/min,铸坯质量合格率达到99.95%,实现了小方坯铸机高速稳定生产。

多孔式水口在汽车用钢产线弧形连铸机上的应用

采用数值模拟的方法对比分析了直通式和多孔式水口对300mm×340mm连铸结晶器内钢液流场和温度场的影响;并通过在300mm×340mm断面连铸机对多孔式水口大量试用研究表明,采用多孔式水口使得钢液热中心上移,增强了弯月面处的活跃程度,利于改善保护渣对坯壳在传热方面的作用,从而减轻了表面裂纹的产生;采用多孔式水口,在结晶器内钢液的冲击深度S冲浅了72mm,混均时间t均及到达液面时间t到分别缩短了6.02s和0.59s,铸坯成分偏析指数、夹杂物级别及氧含量都有一定程度地降低,即更利于钢液中成分的均匀化与夹杂物及气体的上浮。

小方坯连铸机高效化改造研究与应用

分析了莱钢炼钢厂小方坯连铸机存在的问题,提出了解决问题的改造目标及改造方案。改造项目实施后,提升了炼钢厂小方坯连铸机产品质量控制能力和质量保障能力,满足了下道工序生产需要。

结晶器振动参数对连铸坯表面质量的影响

针对电炉钢连铸 130mm× 130mm、15 0mm× 15 0mm、15 0mm× 2 10mm方坯表面出现的振疤、振沟对轧材表面质量的影响 ,在现有正弦振动模式下结合工业性试验对影响铸坯表面质量的负滑脱率、负滑脱时间、振动频率、结晶器导前等结晶器振动参数进行优化。实验表明 ,随负滑脱率 (负滑脱时间与振动周期之比 )降低 ,铸坯表面趋于平整 ,消除了沟形振痕。 15 0mm× 15 0mm方坯在拉速 2 0～ 2 8m min ,负滑脱率 33% ,振频 130～ 180 min ,负滑脱时间 0 13～ 0 16s ,振程设置 9 6～ 10 2mm时 。

对弧形连铸115mm×115mm小方坯结晶器的研究

采用数学模型、有限元计算和热光弹实验相结合的方法,对弧形小方坯结晶器的温度场、应力场和磨损情况进行了研究。研究表明,弧形小方坯结晶器内弧一侧除在钢液面的附近有最高温度和热应力值外,下部有第2次高峰值。

弧形结晶器的热应力与变形

通过热光弹试验、有限元计算和实际测定的研究表明,弧形小方坯结晶器的温度场、应力场和变形在内弧壁和外弧壁是不同的,不像简化为直结晶器的数学模型描述那样简单,内弧面铜壁温度和应力分布存在两次峰值。内弧面下部200 mm 的区域磨损变形最严重。对这种温度分布和变形作了分析,提出了改进连铸生产和结晶器设计的措施。

连铸方(矩形)坯表面裂纹成因与对策

不同的企业、不同的生产条件影响热送率的主要因素可能不同,但铸坯表面裂纹的主要影响因素应有一定共性。以唐钢二炼钢连铸坯为研究对象对铸坯表面裂纹进行系统研究,研究结果和解决方案在唐钢二炼钢进行了实施,效果良好。

方坯连铸结晶器壁面速度分布规律的研究

针对合金钢方坯连铸结晶器内钢液的流体流动，采用二维激光测速仪测定了４孔水口下结晶器内垂直平板壁面附近不同区域的流体运动速度。同时，根据对数壁面律，用回归方法导出不同壁面区域附近的对数壁面律方程和相应的经验常数，得到了结晶器壁面附近区域流体速度分布规律。

方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场与流场数值模拟

随着高速连铸技术发展,人们对连铸坯质量的要求越来越高,结晶器电磁搅拌是保证连铸坯质量一个重要的措施。借助有限元分析方法,对小方坯结晶器电磁搅拌过程进行磁场和流场耦合数值分析,得出了不同频率下钢液内部磁感应强度和电磁体积力及搅拌速度的分布规律。模拟结果表明:在结晶器电磁搅拌时,随着频率的增加,钢液内部磁感应强度降低,电磁体积力在钢液内部分布不均匀;在电流频率为3Hz时,钢液搅拌速度最大。

连铸圆坯结晶器的热流计算与讨论

基于结晶器温度和热流实测数据,采用反算法模拟了圆坯结晶器热流场,清楚显示出热流沿结晶器纵向和周向不均匀不对称分布特征．利用得出的热流场数据,拟合得到沿结晶器纵向、周向和铸坯间的热流公式,其中考虑了拉速和结晶器安装状态的影响,并与已发表的经验公式进行了对比．采用的反算模拟方法和拟合的热流公式有助于实现连铸结晶器热流的可视化,以及由于指导连铸过程中的热流分析和事故分析．

特大圆坯浇铸水口及结晶器内流场的研究

为提高特大断面连铸圆坯的质量,提出了一种新型旋流浇铸水口。针对1000mm特大圆坯,通过应用计算流体动力学和传热学原理,利用有限元工程仿真平台,对结晶器内的钢液流动和凝固传热情况进行了耦合数值分析,并对液面波动情况进行了仿真。通过模拟分析,得到了合适的水口结构参数及浇铸工艺参数,为实际生产提供了参考。

结晶器保护渣对超低碳钢连铸坯表面渗碳的影响

通过超低碳钢渗碳的理论解析和实验测定 ,研究连铸保护渣对超低碳钢铸坯表面渗碳的影响。在稳态浇注条件下 ,超低碳钢铸坯表面渗碳量和渗碳深度很小 ;在非稳态浇注时期 ,超低碳钢铸坯表面渗碳量和渗碳深度很大。保护渣中含石墨的连铸坯表面渗碳量和渗碳深度最大 ,碳黑次之 。

连铸小方坯角部纵裂成因分析

根据马钢近年来小方坯角部纵裂的情况,讨论了小方坯角部纵裂的形成机理;分析了钢中碳,磷,硫、Mn/S及工艺条件等因素对角部纵裂的影响;提出了改善钢水质量、稳定拉坯速度、改进二次冷却等减少裂纹的措施,使其角部裂纹得到有效控制。

大方坯连铸结晶器保护渣的研制

对进口结晶器保护渣进行具体分析 ,研制出两种大方坯结晶器保护渣 ,工业试验结果表明 :研制的渣能够替代进口产品 。

圆坯连铸结晶器传热的反算法

基于圆坯连铸结晶器实测温度数据,建立了结晶器传热反问题数学模型,通过确定结晶器和铸坯之间局部热阻大小及其分布,计算出结晶器热流场和坯壳厚度,且分析了结晶器热流分布特征和铸坯凝固状态,并比较两者之间的关系.计算结果准确地反映了实际生产过程中沿结晶器周向非均匀传热特征,为将数值模拟技术应用于连铸凝固过程监控和“可视化结晶器”技术提供了可借鉴的实用方法.

结晶器角部气隙厚度对方坯温度场影响的数值模拟

使用有限单元法对小方坯温度场进行数值模拟,根据温度场计算不同时刻坯壳的收缩量. 通过分析铸坯偏角部温度场和收缩的变化规律,确定了不合理的结晶器锥度是产生偏角部缺陷的主要原因,提出了结晶器角部锥度设计的新观点.

圆坯连铸用保护渣热状态的数值计算及其可视化

根据传热学原理,采用有限差分法对圆坯连铸弯月面上保护渣的热状态进行了数值计算。计算结果较好地预测了弯月面上液渣与固态渣层的温度及厚度分布,并以此研究了保护渣的物理性能和相关的工艺参数对保护渣各层厚度的影响。为准确计算结晶器与铸坯间渣膜的厚度,在计算温度场的同时通过引入修正的经验公式,对渣膜厚度进行初步计算,并将其对径向热流的影响反作用于温度场,反复迭代,最终得到与实测温度数据和文献提供的渣膜厚度数据一致的计算结果,证明此方法简易可行。最后实现了铸坯/结晶器及渣层热状态的可视化。

小方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场和流场的耦合分析

借助有限元方法,对小方坯结晶器电磁搅拌过程进行了磁场和流场耦合数值分析,得出了不同频率下钢液内部磁感应强度和电磁体积力及搅拌速度的分布规律.结果表明,在结晶器电磁搅拌时,随着频率的增加,钢液内部磁感应强度降低,电磁体积力在钢液内部分布不均匀;在电流频率为3 Hz时,钢液搅拌速度最大.在现场对结晶器电磁搅拌器的磁场强度进行了冷态测试,实验值和模拟值基本相符.

连铸坯表面夹渣的原因分析及解决措施

表面夹渣是连铸坯常见的表面缺陷,直接影响成品的表面质量。通过分析连铸坯表面夹渣问题产生的原因,制订实施了保持结晶器内钢水的稳定性、选择合适的保护渣及结晶器的振幅、振频等措施,使连铸坯表面夹渣的问题得到了有效的控制。

新型气膜约束成形铝合金连续铸锭的研究

设计了一种新型气膜约束铝合金连铸结晶器,在结晶器与初凝壳之间可以形成气膜。设计思想是减少结晶器内的横向散热,形成连铸坯近似单向散热的条件,降低结晶器内的液穴深度,缩短初凝壳长度,从而减少或消除铝合金连铸坯内部缺陷,提高铝合金连铸坯内外品质。对新型结晶器与传统结晶器进行了传热数值模拟,证明凝固温度场发生很大变化。利用新型结晶器对7075铝合金进行了连铸试验,在气膜稳定平衡的条件下,连铸坯表面光滑。探讨了拉速、气体流量和气体压力的关系及其对连铸坯品质的影响,在液面高度稳定时,控制气体流量可以控制气膜的稳定性。