Relationships between the surface quality of a single crystal copper ingot and the process parameters of a heated mould continuous casting method

The relationships between the surface quality of a single crystal copper ingot and the process parameters of heated mould continuous casting method were studied experimentally using our own design of horizontal heated mould continuous casting apparatus, and the mechanism by which process parameters affect the surface quality of a single crystal copper ingot is analyzed in the present paper. The results show that the process parameters affect the surface quality of a pure copper ingot by affecting the position of the liquid-solid interface in the mould. The position of the liquid-solid interface in the mould must be controlled carefully within an appropriate range, which is determined through a series of experiments, in order to gain a single crystal copper ingot with good surface quality.

逆平行四连杆机构的非正弦波及工艺参数

基于椭圆齿轮非正弦发生装置,开发逆平行四连杆驱动的连铸结晶器非正弦振动发生装置,并制造实验室样机。逆平行四连杆非正弦发生装置紧凑合理,可靠性高,易于实现静动平衡,其工作性能和成本都优于椭圆齿轮机构。通过运动分析,得到逆平行四连杆机构产生的非正弦波的位移、速度和加速度函数,其表达式较简单,由此推导出各工艺参数的解析表达式,并分析各工艺参数随非正弦振动基本参数的变化规律。通过几何参数替换,逆平行四连杆非正弦波的各计算公式可以转化为椭圆齿轮非正弦波相应的计算公式,计算简便且可以得到精确解。从而为实际应用中工艺参数的精确计算、工艺过程的精确控制提供了理论基础。

基于LabVIEW的连铸结晶器振动监控系统

提出了一种基于LabVIEW的连铸结晶器振动监控系统设计方案,介绍了系统总体设计方案,给出了虚拟面板、结晶器振动波形生成及振动位移采集等控制模块的设计方法。该系统采用PXI-6143同步数据采集板卡实现振动数据的采集,经上位机LabVIEW软件处理后,由PXI-6722输出板卡实现控制信号的输出。由于采用虚拟仪器技术,简化了系统设计,提高了集成度。实验室调试结果验证了该方案的可行性和实用性。

伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统自抗扰控制

针对实际工况下伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在的外部时变负载扰动及相应产生的转动惯量、摩擦系数等参数不确定性问题,提出了一种基于状态观测器和参数估计器的自抗扰控制方案。其中,设计扩张状态观测器用于观测状态变量及系统的整体不确定性;采用投影梯度法设计参数估计器,用于估算控制通道中未参数化的不确定性,即由于转动惯量等参数的不确定性造成的时变控制增益;基于Lyapunov函数分析证明了观测器的收敛性及闭环系统的鲁棒稳定性。通过仿真和实验验证了所提方法能够实现连铸结晶器位移的渐进跟踪,且对负载扰动及参数变化具有较强的鲁棒性。

电液伺服驱动连铸结晶器非正弦振动控制系统设计

设计了一种核心控制单元基于32位嵌入式微处理器,电液伺服驱动连铸结晶器的非正弦振动控制系统。控制策略采用PID算法,利用CAN总线实现控制器与基于LabVIEW实现的上位机实时通信监控系统。设计的控制系统将控制算法置在下位机中执行,上位机仅对结晶器进行状态量信息监测、参数修改以及开关量控制等功能。在通信中断的情况下,控制器仍可遵循既定振动规律控制结晶器振动。同时,为避免参数在线修改过程中对结晶器造成的振动冲击,采用阶梯式修改方法完成参数调整。

热型连铸准单晶铜杆的工艺及性能

利用现有的水平连铸设备,改冷铸型为加热铸型,并在此基础上对电解铜(纯度99.95%)进行了水平连铸试验。在纯铜热型连铸过程中,当铸型出口温度为1135℃、拉铸速度为74 mm/s、冷却距离为20 mm时,能够拉铸出准单晶铜棒材。试验后对准单晶铜的电阻率和力学性能进行了测试分析,结果表明:与国家标准纯铜线T2M相比,准单晶铜的电阻率与国家标准相当;准单晶铜的抗拉强度与国家标准相比降低了26.6%,伸长率最大增加了76%。因此,准单晶铜具有较优异的塑性加工性能和较低电阻率,并且生产率较高。

锰系铁合金连续成型工业试验研究

铁合金连续成型技术经实验室的探索研究,找到了适合锰硅合金的连续铸造方法,为了使该项技术能够工业化,在广西八一铁合金集团有限公司兴建了一条年产12 500 t的连续铸造设备,并在此设备上完成了锰系铁合金的中试试验。依据连续铸钢的理论,对铁合金连续铸造所用的结晶器振动参数以及铸坯的拉速进行合理设置和修正,探索出适应于锰系铁合金连续成型的工艺技术条件,与连续铸钢的工艺相比,锰系铁合金由于其高的硬脆性实现连续成型比较困难,但在低频率、低振幅、较低拉速和合理的冷却能力下依然可以顺利进行。这种成型技术应用的最大优势就是可以减少合金的疏松和成分偏析,因而大大降低合金成型过程中的成粉率。

热型连铸Al-1%Si合金线材的试验分析

通过在自行研发的水平式热型连铸设备上制备Al-1%Si合金线材的试验研究,分析型口温度、连铸速度及冷却能力等工艺参数对铸锭表面质量的影响,提出了制备Al-1%Si合金的优化工艺参数。同时,利用本试验制备的Al-1%Si合金线材和传统铸造多晶Al-1%Si线材作试样,分析两者的室温拉伸性能。结果表明,热型连铸制备的Al-1%Si合金线材和传统铸造多晶Al-1%Si线材相比,屈服强度提高41.4%,屈强比提高37.8%,伸长率提高49.1%,并具有良好的导电性能。

基于一维稳态传热的纯金属热型连铸模型化分析——模型描述与参数定义

热型连铸是一种将定向凝固和连续铸造技术结合起来的近净成形(near-net-shape)新技术,在新材料开发与加工中获得了日益广泛的应用。根据热型连铸的基本原理和工艺特点,基于一维稳态传热分析,对纯金属热型连铸过程进行了模型化处理,定义了当量热导率和当量换热系数等模型化的工艺参数,获得了以固液界面为位置坐标原点的铸坯轴向温度分布解析解,可以对铸型温度、拉铸速度、温度梯度、固液界面位置、当量热导率和当量换热系数之间的关系进行求解。给出了模型的物理数学描述和解析解;以纯锌为例阐述了根据实测温度分布曲线和固液界面位置确定当量热导率和当量换热系数的方法;以纯铜为例计算了固液界面位置、铸型温度和拉铸速度之间的匹配关系,计算结果与实验数据相符。

基于一维稳态传热的纯金属热型连铸模型化分析第二部分——模型特性与参数回归

通过计算分析阐述了已有的纯金属热型连铸一维稳态传热模型的特性;在当量热导率、当量换热系数和固液界面位置一定的情况下,铸型温度与拉铸速度之间保持近似直线的关系。给出了由实验数据线性回归和解析解迭代计算来确定铸型与金属间当量热导率和铸坯冷却当量换热系数的方法;用所得这两个参数值计算的铸型温度、拉铸速度和固液界面位置之间的匹配关系与实验结果完全相符。所述一维稳态传热模型及其解析解用于铸坯直径不大于4mm的纯金属热型连铸过程的定量计算与分析,具有较高的准确性。

铁合金连续铸造结晶器振动参数的选择

分析了结晶器振动参数对连续铸造的影响。在此基础上,讨论了锰系铁合金连续铸造结晶器振动基本参数的选择。

浸入式水口结构与工艺参数配合优化的物理模拟

以鞍钢二炼钢厂小方坯连铸机为原型进行浸入式水口 (SEN)结构参数、连铸操作工艺参数配合优化的物理模拟实验 ,得到了适合鞍钢二炼钢厂生产需要的SEN结构参数和操作工艺参数 。

电解槽铝母线水平连续铸造的生产实践

针对电解槽铝母线在生产中出现的缺陷,研制了适合铝母线生产的水平连续铸造生产线,并从中间包、结晶器的设计,以及母线在结晶过程中一次、二次冷却水的形成,生产工艺参数的确定几个方面,详细地介绍了电解槽铝母线水平连续铸造的生产与实践。

提高不锈钢板坯表面质量的生产实践

为进一步改善立式板坯连铸机的不锈钢铸坯表面质量,通过对全流程钢水洁净度集成控制、采用优质合适的结晶器保护渣、稳定的结晶器工况、改善设备功能精度、振动参数优化等措施,使其板坯连铸机铸坯质量得以稳定提升,304卷板无修磨比例大幅提高,从9%达到78.2%,修磨损失率降至0.3%的水平,全钢种修磨损失率降至1.01%,同时轧后废品率也大幅度降低,降幅达50%,经济效益十分明显。

小方坯连铸机的高效改造

济钢第二炼钢厂对小方坯连铸机进行高效技术改造,将振动系统由原短臂四连杆式改造为半板簧连杆式;结晶器铜管长度由780mm加长到850mm,并对结晶器倒锥度、铜管壁厚进行优化,减小冷却水缝;建立二冷配水数学模型,确定二冷各段的配水比例,重新设计喷嘴数目和型号,实现了均匀强化冷却。改造后最高拉速由2.8m/min提高到3.5m/min,铸坯质量及铸机产量均有明显提高。

小方坯连铸液压振动系统的设计

液压伺服振动系统作为连铸结晶器振动中的新技术,对于减少负滑脱时间,提高拉速,提高连铸坯质量以及稳定生产都有重要意义。本文系统介绍了小方坯连铸中结晶器液压振动系统的设计以及控制原理。

结晶器液压振动伺服阀问题与处理

随着下游用户对板坯质量要求日益提高,越来越多的连铸结晶器采用了液压振动。伺服阀作为液压振动装置的核心部件,具有控制精度高、响应快的特点,使液压振动具有比传统机械振动优越的工艺性能。本文根据天钢联合特钢公司2号连铸机结晶器液压振动装置现场使用和维护的实际经历,通过不断学习摸索,总结出了伺服阀常见的问题及处理措施,并有针对性的制定了伺服阀日常维护要求,以保障连铸液压振动装置安全稳定运行。

基于惩罚函数混合法的连铸结晶器振动参数优化与仿真分析

以某钢铁厂的结晶器振动装置为研究对象,针对该振动装置在生产中坯料宽度改变时出现结晶器下沉现象,对其进行优化。以该结晶器内液体拉坯摩擦力为优化目标,以振动频率、振幅、拉坯速度为变量,采用惩罚函数混合法对其进行建模优化,得出液体内摩擦力最小情况下的变量取值。最后利用Fluent软件对结晶器内钢水凝固状况进行仿真,得出该结晶器的最优振动参数下结晶器内钢水的凝固情况:钢水的流动速度、液相分布系数、钢水等温分布图。

高速连铸技术的开发

文中论述了高速连铸技术。指出防止接漏、保证钢坯质量是提高连铸速度的两大难题，而改进结晶器形状及振动方式、改善保护渣理化性能和对浸入式水口进行优化设计等方法是解决高速连铸两大难题的三项必要措施。文章重点介绍瑞士ＣＯＮＣＡＳＴ公司ＣＣＴ技术、意大利ＤＡＮＩＥＬＩ公司ＤＡＮＡＭ技术、结晶器振动形式及参数的优化、高速连铸保护渣理化性能的优化等新技术。

出口土耳其的1台双机双流高效板坯连铸机

随着连铸技术的发展,高效连铸成为连铸技术完善和发展的主要方向。土耳其TOSYALI小板坯连铸机是以高拉速、高质量、高作业率和无缺陷高温坯热送为特征的2机2流直弧式高效板坯连铸机。其工艺流程、设备布置和装机水平具有较强的现代小板坯连铸机的代表性。介绍了该连铸机的基本参数,关键技术以及工艺保证措施。希望通过本文为同类连铸机的设计与建设提供参考和借鉴。