超大断面圆坯垂直半连铸凝固过程模拟分析

采用垂直半连铸工艺制备直径超过Ф1000 mm大型圆坯的方法,是一种优化生产流程,降低材料损耗,提升铸坯质量,突破连铸工艺尺寸极限的变革性制坯方法。该方法将工艺分为浇注拉坯和静置冷却两个阶段。通过模拟分析Ф1600 mm大圆坯在不同拉速下的垂直半连铸工艺过程发现在拉坯过程中结晶器内的温度和出口处的坯壳厚度逐步稳定。模拟结果表明,拉坯速度对完成拉坯时的熔池相貌有着显著的影响,当拉坯速度小于0.4 m/min时,纵向截面上的熔池形貌呈V形,在拉坯结束时,凝固坯壳在内部钢水静水压力作用下的应力和变形都较小,出现漏钢事故的可能性较低。在静置冷却阶段,小于0.4 m/min拉速下形成的初始V形熔池,可保证在后续凝固进程中凝固前沿出现明显的自下而上的顺序凝固过程。因此,Ф1600 mm大圆坯在垂直半连铸工艺条件下的拉坯速度应小于0.4 m/min。

两流大圆坯立式半连铸中间包设计及流场分析

采用仿真软件对两流大圆坯立式半连铸中间包进行分析,研究内部控流装置对中间包流场和温度场的影响。结果表明,在大包长水口下方设置湍流控制器能够有效促进杂物上浮,减小钢液对包底和包壁的冲刷,有利于延长中间包的使用寿命。设计堰和坝能够引导钢液流向液面,有利于夹杂物上浮,同时能够防止底部形成短路流。湍流控制器与堰坝挡墙组合使用效果更加理想。仿真结果表明,中间包最大温降约为30℃,位于两流浇注口的上方液面。在设计中间包时,可以通过加厚耐火材料和绝缘板来最大限度减小钢水的温降。