中冶赛迪板坯连铸机二冷设计技术

针对板坯连铸机二次冷却系统的工艺设计,开发了相应的通用设计仿真软件平台CISDI_SCSD R2011,该软件耦合板坯连铸二冷凝固传热数学模型、多元合金凝固微观偏析数学模型和基于目标表面温度的水量反算迭代算法,可广泛应用于板坯连铸机二次冷却系统的工程设计及优化改造。

连铸二次冷却控制技术的发展

通过对连铸二冷控制技术的归类,简述了拉速关联配水、基于传热模型在线计算动态控制、基于传感器测温反馈控制、基于有效拉速计算动态控制、人工智能优化控制5大类控制方式的控制理念及特点,在连铸设计及生产中,提出了各类二次冷却控制方式可根据生产实际需要进行选择的建议。合理的二次冷却控制方式对于确保铸坯质量有着重要意义。

连铸板坯应力应变场的二维/三维有限元分析

以某板坯连铸机为研究对象,应用有限元软件MSC.Marc2005r2,基于二维模型和三维模型两种建模思路对连铸板坯的应力应变场进行了仿真分析,获得了板坯表面及内部应力应变分布。结果表明,板坯局部的应力应变值随着拉坯速度的增加而增大,且在二维模型和三维模型两种条件下获得的计算结果趋于一致。

板坯连铸轻压下附加拉坯力的有限元分析

基于全新的纵向建模方法(沿拉坯方向上取整个长度1/2宽度板坯为研究对象),针对连铸板坯的温度场和应力应变场进行了三维有限元耦合仿真,着重分析了轻压下功能的实施对附加拉坯力的影响效果,计算结果与实际生产中反映出的规律较为吻合,表明该方法具有较好的适用性和可靠性,可以在板坯连铸机工程设计之中加以广泛的应用。

异形坯/矩形坯兼用型多流连铸机工艺技术及设备

介绍了异形坯/矩形坯兼用型多流连铸机工艺特点、设备结构及主要生产技术。根据生产异形坯或矩形坯,采用不同的生产工艺技术和更换不同的设备结构组成等,如浇注模式、冷却制度、辊列、结晶器和扇形段结构选择等,特别是异形坯浇铸时在二冷段特有的吹水器等。

板坯连铸动态二冷配水技术的工业应用

基于耦合多元合金两相区凝固模型的板坯连铸凝固传热数学模型和恒间距切片单元跟踪方法,开发了板坯连铸动态二冷配水软件平台,其中内嵌二冷分区有效拉速和目标表面温度曲线两种控制模式,前者充分考虑了铸坯的冷却历史,后者则关注对铸坯表面温度沿铸流方向的合理控制,在实际生产中可以方便灵活地加以选择应用。该技术控制功能丰富、安全机制完善、系统运行稳定、人机界面友好,具有较强的现场适应性,目前已成功应用于重钢长寿新区一号板坯连铸机,在板坯表面及内部质量的控制方面取得了良好的冶金效果,具备较好的工业应用实用价值和推广前景。

基于传热模型仿真的板坯连铸二冷系统设计方法

采用板坯连铸浇注过程静态仿真软件CCPS OFFLINE中的二冷优化设计模块,基于合理制定的目标表面温度曲线,对某钢厂新建板坯连铸机进行了二冷系统的优化设计,通过反向仿真计算,获得了不同铸坯厚度规格和钢种组别所对应的二冷水表,并对一些重要的二冷参数,包括比水量、回路水量分配比例以及喷嘴的流量范围和调节倍率进行了分析。

连铸坯坯壳厚度的射钉测试及凝固系数的修正

针对目前采用射钉测量铸坯坯壳厚度的方法中没有考虑钉子射入铸坯后熔化时间的问题,建立了钉子在铸坯内部的传热数学模型,同时应用有限元软件MSC.Marc对钉子熔化过程进行数值模拟,提出了凝固系数的修正方法和计算式,以实际算例说明了凝固系数、凝固终点位置在修正前后分别有0.5%和1.2%的偏差,采用修正以后的计算式,凝固系数和凝固终点的计算更为准确,对实际生产具有指导意义。

合金钢方坯连铸机二次冷却制度的研究

根据对40Cr的高温物理特性和高温力学性能测试结果,分析了合金钢连铸与普碳钢连铸的不同点,制定了40Cr合理的目标表面温度曲线。应用方坯连铸二次冷却计算机仿真通用软件,对某厂方坯连铸机生产合金钢40Cr进行了模拟,分析了表面温度和坯壳厚度的变化规律,得到了生产40Cr时各冷却区水量与拉速的关系式(Q=a+bv+cv2)。

特厚板坯连铸机基本半径确定方法的探讨

重点介绍了直弧形特厚板坯连铸机基本圆弧半径的选择思路,给出了直弧形特厚板坯连铸机基本圆弧半径确定的方法,即在经验公式的基础上,综合考虑在不同基本圆弧半径下的总变形率、浇铸区的鼓肚变形率、出坯辊面标高、是否凝固矫直等因素来确定。本方法应用于新余特厚板坯连铸机设计中,在生产实践中取得较好的效果,目前连铸机生产稳定,铸坯质量良好。

板坯连铸结晶器自动加渣机的研制

针对传统单自由度移动式自动加渣机适应范围有限、影响浇注位正常操作、保护渣添加频繁等不足,研制了一种新型的两自由度侧方固定安装式保护渣自动加渣机。该加渣机包括控制系统、大料仓、电动蝶阀、软管、螺旋输送机和二维直角坐标加料机构。其中,大料仓固定于钢水罐操作平台上,加料机构安装于中间罐车侧下方。加渣机构末端安装着带小料斗和弯曲导料管的螺旋输送机,大料仓与小料斗之间通过电动蝶阀和软管相连通。该加渣机利用重力和螺旋输送方式将保护渣从大料仓输送到结晶器内,可以适应不同板坯生产规格,实现不同路径的均匀加渣,加渣量可控,不影响工人在结晶器前方(内弧侧)的其他操作,有利于提高铸坯质量和渣料利用率,降低操作者劳动强度。

多种厚度规格板坯连铸机辊缝偏差探讨

通过对多种厚度规格的板坯连铸机辊缝设计原理的研究,发现因板坯厚度规格多,设计基准辊缝与实际生产辊缝不一致,而存在固有辊缝偏差。研究从辊缝偏差的原理着手,推导出辊缝偏差、包络线偏差的计算方法,并根据实例分析其对凝固界面变形率的影响,提出了减小固有偏差的措施,对实现连铸机辊缝的精确控制具有指导意义。

近终形异型坯连铸机的设计和生产工艺

总结了近终形异型坯连铸机的设计关键技术,包括钢水浇铸模式及浸入式水口设计、中间罐设计及流场模拟、结晶器设计及流场分析和热力学研究、连铸机辊列设计与计算、结晶器液压振动设计和振动参数确定、异型坯二冷凝固特点研究及二次冷却系统设计、扇形段及拉矫机和引锭杆设备设计等;概述了异型坯连铸机的生产操作要点,如钢水温度控制、钢水成分控制、结晶器保护渣优化、预防漏钢、二冷配水控制、加强设备维护和检查等;分析了异型坯的主要质量缺陷,包括表面缺陷和内部缺陷。

双辊薄带钢连铸工艺参数的选择

双辊薄带钢连铸是连铸领域中一项新的技术,具有节约能源、降低成本和节约投资等优点,由于其特有的优势而越来越被重视。该项技术也日趋成熟,很具开发潜力。简要描述了双辊薄带连铸的原理和特点,并对双辊薄带钢连铸工艺参数,如产品规格、浇注辊直径等的选择进行了分析。同时介绍了世界上几个典型的、具有一定工业化规模的薄带铸轧机的主要工艺参数。

板坯连铸机结构设计

介绍了天津天铁热轧板有限公司1号板坯连铸机工程的总体布置、技术装备及工艺参数。该工程采用了先进的设计手段,如:回转台整体有限元分析、中间罐流场计算及水模试验、结晶器温度场仿真计算、二冷水仿真计算和二冷动态控制模型等。该设备投产后运行状况良好。

板坯连铸异常事件在质量诊断模型中的冶金考虑

在板坯质量在线诊断分析预测模型CISDI_SQDS ONLINER2011中详细考虑了浇铸过程中可能发生的各类异常事件,并按事件发生的等级程度引入其对相应裂纹生成指数的影响大小,同时针对事件状态的读取采用人工设定和自动判定两种方式,且分别讨论了各类事件在当前铸流中的影响范围。模型已成功投入现场工业应用,运行结果表明:模型对异常事件状态的读取准确可靠,事件的影响因子取值合理,能正常反映出事件对相关质量缺陷的影响程度。

板坯内部裂纹质量损失因子的理论研究

针对板坯内部裂纹质量缺陷的在线理论诊断分析,基于板坯连铸冶金限制准则的全面考虑,从传热状态、力学行为和钢种特性等多方面着眼,在数学模型中引入了多个重要的质量损失因子用以计算相应的裂纹生成指数,并结合板坯连铸生产的冶金特点、通过深入的理论研究获得了相关损失因子的数值计算方法及其对质量缺陷的影响效果,为板坯质量诊断模型的开发提供了必要的理论支持,具有良好的理论意义和应用价值。

薄板坯连铸传热过程与应力状态仿真软件的开发

基于准稳态二冷凝固传热数学模型和高温弹塑性应力应变数学模型,开发了薄板坯连铸传热过程与应力状态仿真软件CISDI_HPSS FOR THIN SLAB R2009,其中详细考虑了二冷区存在的多种传热方式和铸坯宽度方向上喷淋冷却的非均匀性以及夹辊支承、钢水静压力、拉坯、矫直等因素对铸坯高温力学变形的影响,软件对凝固传热和应力应变的耦合计算功能强大,具有良好的通用性和适用性,其仿真结果可用于优化薄板坯连铸机的工艺和设备参数,为相关工艺技术的开发和铸机工程设计提供重要的理论支撑。

新余钢厂1650mm板坯连铸机的设计特点及板坯质量

简要介绍了新余钢铁股份有限公司(简称新钢)三期炼钢工程中的1650mm板坯连铸机的产品方案、生产规模及设计特点,同时对该铸机生产的板坯质量进行了介绍。

多流窄板坯连铸机设计特点及生产实践

介绍了多流窄板坯连铸机在辊列、结晶器和二次冷却等方面的设计特点。该多流窄板坯连铸机结合了常规板坯连铸机和矩形坯连铸机的特点,采用了组合板式结晶器、内外弧布置的结晶器振动装置、放射源式的结晶器液位控制系统、结晶器上口抽出的小辊径密排辊扇形段以及牌坊式拉矫机等装备,适用于宽度不大于1000 mm,厚度不大于200 mm,不需要凝固末端轻压下的窄板坯连铸。该连铸机的生产实践表明:对于以Q235为代表的包晶钢窄板坯,通过控制钢液成分([C]>0.17%,[S]<0.02%,[Mn]/[S]>20)、结晶器冷却(结晶器锥度0.8~0.9%/m,结晶器宽面和窄面的热流密度比为0.9)和二次冷却(二冷比水量0.6~0.7 L/kg)等工艺参数,能够有效防止铸坯表面纵裂纹的产生,实现连铸机的高质量生产,为同类连铸机的工艺设计提供参考和借鉴。