薄板坯连铸结晶器内凝固坯壳的数值分析

首先建立三维热传导模型，用差分法计算得到薄板坯连铸结晶器内初生凝固坯壳的几何形状及温度场，并在此基础上采用三维热弹塑性接触有限元方法分析凝固坯壳的应力及变形。针对两种类型的结晶器作了计算分析，对两种拉速下的温度、应力、变形以及成裂指数变化规律进行了比较，所得结果对薄板连铸工艺参数的设计和控制具有指导意义。

小方坯连铸结晶器内凝固坯壳形成及变形热力耦和有限元分析

采用热—力耦合有限元方法分析小方坯连铸结晶器内凝固坯壳的形成及应力分布 ,得到结晶器长度、结晶器锥度、拉坯速度和钢液过热度等工艺参数对凝固坯壳形成和应力分布的影响规律 ,所得结果对小方坯连续铸造工艺参数的确定和产品质量的控制具有指导意义。

钢初期凝固坯壳的自由变形

坯壳初期凝固变形直接影响连铸坯表面质量．采用液滴落下法研究了钢中碳（Ｃ）和其它合金元素含量对坯壳凝固自由变形的影响．结果表明：浇铸温度越高，钢试样铸片越接近球冠状原因是坯壳底面随着表面张力和元素含量的变化而发生了再弯曲和再熔化． Ｃ是坯壳初期凝固变形的主要影响元素， Ｓ， Ｍｎ； Ｐ和

薄板坯连铸结晶器内凝固坯壳三维有限元分析

用已获得的薄板坯连铸结晶器内凝固坯壳的几何形状和温度场，建立凝固壳三维热弹塑性接触有限元分析模型。得到两种拉速下ＩＳＰ和ＣＳＰ型结晶器内凝固壳的应力和变形分布，以及凝固壳与结晶器壁间的气隙分布，给出了成裂指数在坯壳中的变化曲线。

初期凝固坯壳的自由变形和凝固组织

采用悬浮熔炼液滴下落法制得铁碳合金试样 ,对试样初期凝固坯壳的自由变形和凝固组织进行了观察分析。结果表明 :碳含量、浇注温度及表面活性元素对试样的变形及组织均有较大影响。

宽厚板坯结晶器凝固坯壳变化规律标定

采用FeS示踪剂标定的方法系统研究了宽厚板坯不同冷却强度结晶器内坯壳变化规律。从研究结果来看,弱冷工艺比强冷工艺更能确保结晶器坯壳生长均匀,同时出结晶器坯壳厚度相当;西昌钢钒1 930mm铸机凝固传热系数平均为22.9mm/min^23.3mm/min1/2,1 650mm铸机凝固传热系数平均为21.9mm/min1/2。

由结晶器中不稳定的钢液流引起的铸坯凝固坯壳上气泡的积留

对连铸结晶器中熔融钢液的流动以及凝固坯壳内表面积留的夹杂物和气泡进行了研究以弄清钢产品中内部缺陷的形成机制。钢板上的缺陷是由浇铸过程中在凝固坯壳上积留的气泡和夹杂物引起的。我们发现因为存在着一个不平衡的、随时间变化的钢液流，所以气泡进入铸坯很深。这种现象可以由大涡流模拟模型来解释，该模型可以预测随时间变化的钢液流。随着气泡直径和气泡积留位置到顶部自由表面距离的增加，夹杂物的数量也随之增加。这表明气泡在连铸机内的钢液中行进的时候汇集了夹杂物。在此提出了一个简单的数学模型来解释夹杂物附着到气泡上的机理。

凝固坯壳对高拉速板坯连铸结晶器钢水流动特征的影响

采用全比例的水力学模型,利用刺激-响应法、波高传感器、流速仪研究了考虑凝固坯壳时高拉速板坯连铸结晶器内的钢水流动、液面特征与卷渣特征。结果表明:考虑凝固坯壳后钢液到达液面的时间缩短;在高拉速条件下(2.4 m/min),有坯壳时结晶器液面最大平均波高与表面流速比没有坯壳时分别大31%和17.5%,使卷渣更容易发生。其主要原因在于考虑坯壳后结晶器下部钢液的自由流动空间变小,下回流的钢液流动受到抑制,上回流的能量变大。所以在高拉速结晶器水模拟试验过程中,有必要考虑凝固坯壳的影响。

凝固坯壳对高拉速板坯连铸结晶器液面特征的影响

采用1:1的水模型研究了高拉速条件下凝固坯壳对结晶器内的流场与液面特征的影响.结果表明:考虑凝固坯壳时结晶器内的流场出现了轻微的不对称现象,在高拉速条件下(2.4m·min^(-1)),有坯壳时结晶器液面最大平均波高与表面流速比没有坯壳时分别大31%和35%.对比有/无坯壳条件下自由液面形状可知:考虑凝固坯壳之后的液面变形程度比没有考虑时更大,更易导致卷渣的发生.液面波动的功傅里叶变换分析表明:考虑坯壳之后结晶器液面的高频率波动的振幅大于无坯壳的情形,所以考虑坯壳之后由于结晶器下部内腔变小,更多的流股能量集中在上回流区,使得上回流的湍流程度比无坯壳时要大,进而导致了液面波动与表面流速的增大.因此,为了缩小与实际连铸过程的差别,在高拉速的物理模拟中有必要考虑凝固坯壳的影响.

连铸结晶器内凝固坯壳粘结行为研究现状

预防和监控结晶器内凝固坯壳与铜板的粘结对保证连铸生产顺行、生产高质量铸坯和优化连铸工艺都具有重要意义,粘结是制约高拉速连铸和宽厚板连铸技术发展的关键因素之一。在回顾前人对结晶器内凝固坯壳粘结行为研究的基础上,全面概述了其形成、传播和修复机制,并对结晶器内坯壳粘结行为的检测和判定方法研究现状进行了介绍,同时指出了进一步研究结晶器内坯壳粘结行为的方向。

ISP型薄板坯连铸结晶器内凝固壳应力和变形数值分析

首先计算ＩＳＰ型薄板坯连铸结晶器内凝固坯壳的温度场和厚度，在此基础上用三维热弹塑性接触有限元方法对凝固坯壳进行分析．给出ＩＳＰ型凝固壳在两种拉坯速度下的应力、温度和位移分布，绘出纵向成裂指数。

板坯连铸机铸坯凝固壳厚度的测定

采用射钉方法对国内某钢厂中厚板铸机生产SPHC钢种铸坯凝固坯壳厚度进行了测量。结果显示,铸机在现有设备和冷却条件下,拉速1.50m/min时,凝固终点的综合凝固系数K=27.4mm/min0.5。该结果为二冷模型和扇形段轻压下工艺优化提供了可靠依据。

板坯连铸结晶器内铸坯凝固及变形的热力耦合有限元分析

建立板坯连铸结晶器内凝固坯壳形成及其应力和变形的热力耦合有限元分析模型，采用二维瞬态热传导有限元方法分析温度场，采用二维热弹塑性接触有限元方法计算应力分布。编制了有限元程序，计算分析了三种结晶器锥度、三种拉坯速度和三种保护渣层情况下，结晶器内Q235铸坯凝固坯壳的形成过程。得到凝固坯壳的温度场、厚度、变形、与结晶器壁间的气隙以及应力分布等，得到该三种工艺参数对结果的影响规律。

珠钢CSP薄板坯高速连铸过程的凝固传热与铸坯凝固层厚度的研究

本文讨论了珠钢CSP薄板坯高速连铸过程的凝固传热模型,同时通过采用“射钉法”测定二冷区不同位置的凝固坯壳厚度,验证理论研究与实际测量结果的一致性。

射钉法测量坯壳厚度的实践

在柳钢板坯2号连铸机生产管线钢L415-1S时,采用射钉法在不同位置测量断面尺寸220 mm×1 500 mm在1.27 m/min拉速下的凝固坯壳厚度,进而确定液相穴长度以及凝固终点,并将测量结果与现有铸机模型计算进行对比。

射钉法测量坯壳厚度在板坯连铸机上的应用

在柳钢板坯2号连铸机生产管线钢L415-1S时,采用射钉法在不同位置测量断面尺寸220mm×1500mm在1.27m/min拉速下的凝固坯壳厚度,进而确定液相穴长度以及凝固终点,并将测量结果与现有铸机模型计算结果进行对比,优化轻压下参数并应用于生产,最终较好地改善了铸坯内部质量.

舞钢连铸板坯液芯长度测定

结合现场生产实际情况,通过采用“射钉法”对210 mm,250 mm厚连铸坯在二冷区不同位置的凝固坯壳厚度测定,找出连铸坯凝固终点,为评价连铸机综合冷却能力、优化二冷制度及设备技术改造提供重要依据。

板坯连铸结晶器内钢液流场特征的研究

结晶器内钢水流动状况决定了连铸坯的质量。阐述了通过对双孔水口使用过程中结晶器内液面的实际测量,结合理论计算,得出了不同工艺制度下结晶器内钢水流动状况。

连铸过程中的应力对微合金钢连铸坯角横裂的影响

在铸机内运行过程中，坯壳受到的应力作用是产生裂纹的外部因素。浇入结晶器的钢水因冷却而生成坯壳，铸坯逐渐收缩，其收缩过程分为过热度消失的液态收缩、凝固时的体积收缩和凝固后的线收缩及相变收缩等。结晶器凝固坯壳的收缩使坯壳与钢板形成较大的气隙，热阻相应也较大。由于传热不均匀，凝固速度不同，凝固坯壳厚度也不均匀。

中碳钢和不锈钢连铸板坯结晶器保护渣的选择方法

1前言 结晶器保护渣是一种合成渣，通常用在钢的连续浇铸过程中，特别是板坯的连续浇铸中。浇铸时将保护渣加入到熔池内钢液表面，由于钢液的传热作用，保护渣被熔化并流入到结晶器器壁和凝固坯壳之间的缝隙中。连铸中所使用的结晶器保护渣应满足以下几个要求：