结晶器窄面铜板结构优化设计

伊朗某钢厂双流板坯连铸机生产裂纹敏感性钢时角部缺陷严重,分析铸坯角部缺陷产生的原因及与浇铸现场工艺、设备参数的关系.提出采用外倒角式窄面铜板结构改善铸坯角部传热机理,该铜板不但保证连铸坯角部的缓冷,消除了铸坯角部缺陷,提高铸坯质量,而且减少窄面铜板的磨损,延长窄面铜板使用寿命,提高了企业的经济效益。

伊朗板坯结晶器改造高效化生产实践

欧洲某公司为伊朗某钢厂建造的双流板坯连铸机在生产过程中,窄面铜板“掉窄面”严重,低于宽面铜板大于10mm,造成多次漏钢事故发生,而且调宽装置调宽阻力大,电机总是出现卡阻现象。在高拉速控制后,铸坯窄面多出现鼓肚。重型院通过对窄面插入件结构、窄面足辊结构和足辊数量等优化后,窄面鼓肚问题得到解决、漏钢事故大幅度减少,拉速得到提高,大幅度提高了连铸机生产效率和企业效益。

100t电弧炉短网阻抗特性分析

以100t电弧炉为例,详细分析了短网系统的阻抗特性,发现短网电阻中电极电阻是最主要组成部分,其中中相和边相电极电阻分别占52.72%和54.32%;短网电抗中导电横臂、水冷电缆、导电铜管三部分电抗是最主要组成部分,其中中相和边相三部分电抗之和分别占82.49%和82.24%。分析发现短网系统三相阻抗不平衡度为1.50%,满足设计要求。该计算分析为炼钢电弧炉短网系统的优化设计提供了参考。

板坯连铸中间包的流场和夹杂物模拟

中间包作为连铸生产的中间环节,使钢液的浇注由间歇操作转为连续操作,其作为冶金反应容器是提高钢产量和质量的重要环节。对案例中间包的外形提出了多种优化方案,然后通过模拟计算,研究了不同方案下的夹杂物去除率、RTD曲线数据、速度场和温度场的规律,对提出的方案进行优劣评价,并提出最优的改进方案。最后,提出的一些技术措施为钢铁生产企业提高产品质量提供一定的参考和指导。

基于PXI技术的中间包流场优化的水力学试验

试验利用PXI连铸综合水力学试验平台,采用1∶2的中间包水模型研究坝堰和多孔挡墙对某钢厂180mm×240mm小方坯六流连铸中间包中流动的影响,通过分析不同方案中间包的相关区域的流场特性和停留时间分布曲线(RTD曲线)来得出相关试验结论。试验结果表明,无坝堰和多孔挡墙的中间包内注流区的流体的流动均匀性不好,同时响应时间(7s)和峰值时间(224s)均比较短;优化后的中间包内的流体的流动特性得到较大程度改善,响应时间和峰值时间分别延长99和159s,死区体积减小了45.71%,活塞流体积从12.03%增大到25.47%。

高拉速板坯结晶器设计分析

某新建165 mm×1 100 mm板坯连铸机,其稳定工作拉速为2.2 m/min。结晶器作为第一凝固区,直接决定了工作拉速、初生坯壳厚度和最终铸坯质量。以设计计算为依据,借鉴常规板坯结晶器的结构设计,从铜板水缝排布、宽窄面足辊支承和布置、夹紧装置预紧力设定、调宽调锥装置等方面分析及优化。采用强化弯月面冷却的水缝排布形式,宽面双排小辊径足辊,可实现刚性工作的碟簧预紧型窄面足辊,大预紧力的夹紧装置,合理连接形式及布置的结晶器调宽装置等技术,以确保该规格铸机高拉速和高品质的实现。

组合式板坯结晶器夹紧装置设计与计算

以组合式板坯结晶器常规使用的碟簧夹紧-液压松开型夹紧装置为研究对象,详细描述了夹紧装置的结构形式、工作原理,对该装置在正常工况下的工作状态进行了分析。尤其是尽可能全面的对宽面水箱进行了受力分析,最终可以看出在结晶器整体结构不变的情况下,铸坯规格的增大对夹紧装置的夹紧力要求更大。结合设计实例对230 mm×2 000 mm规格板坯结晶器用该型夹紧装置进行了设计计算,经计算确定了在正常工况下该规格结晶器用夹紧装置的夹紧力及碟簧组合形式,进一步确定了缸筒的设计参数和设计原则。

板坯连铸结晶器铜板水槽的优化设计

针对板坯连铸结晶器,采用有限元方法计算铜板横断面的温度分布,然后分析水槽排布、水槽宽度、水槽深度、螺栓布置对铜板断面温度的影响,在此基础上总结了不同水槽数量所对应的水槽宽度及水槽深度的最佳范围,并提出参数的优化方法。结果表明,当两个螺栓之间的水槽数目不超过6时,螺栓间距不宜超过140mm,水槽深度与水槽宽度比值的最佳范围为0.3~3.2。当两个螺栓之间的水槽数量超过6时,螺栓间距为120~180mm,水槽深度与水槽宽度比值的最佳范围为0.9~2.0。螺栓两侧的水槽可适当加深以加强对螺栓的冷却。

通道式中间包非等温流场的数理模拟与优化

为了研究通道式中间包内部结构及非等温条件对流场的影响,通过对中间包通道的位置、角度和岔口的角度进行优化设计,确定了中间包通道的最优设计方案。并采用传统的数值模拟与水模拟试验结合先进的测速手段,基于非等温水模拟试验,对中间包内的速度场、涡量场和RTD等表征参数进行了定量研究,探究非等温条件对中间包流场的影响。结果表明,中间包内通道加热显著影响中间包流场分布,强化了中间包内湍流分布的范围及强度。由水模拟时均化结果可知,非等温条件下的液面最大流速为0.06m/s,相对于等温条件增大了50%。经过方案对比,主通道位置在通道中心纵向距底部为150mm高度处,与底面夹角为3°,且岔口与主通道平面呈30°仰角的结构为通道式中间包最优的设计方案。

板坯连铸轻压下压下力的解析计算法

针对板坯连铸轻压下过程,对铸坯单元体建立力学平衡方程,结合温度的计算结果,分析了钢种和压下位置对铸坯受力和变形量的影响。结果表明,轻压下过程中铸坯边部受到的应力明显高于宽面中心受到的应力,表层受到的应力最大超过100 MPa。随着压下的进行,铸坯表层受到的应力逐渐减小,心部受到的应力逐渐增加。在总压下量一定的情况下,钢种和压下位置对铸坯心部的位移量影响不明显,但对铸坯受到的压下力影响较大,在中心固相率相同的位置,不锈钢受到的单辊压下力大于普通碳钢,而且越靠近凝固末端,受到的压下力越大。

直弧形板坯连铸机辊列设计的优化方法

针对常规直弧形板坯连铸机的辊列设计,介绍了铸机主半径、弯曲段长度、矫直段长度与铸机高度之间的关系,提出了辊列参数的优化方法,并对优化前后铸机的受力情况进行了简要分析。对于直弧形板坯连铸机,在铸机长度以及垂直段高度确定之后,铸机主半径及弯曲段长度的取值范围主要取决于铸机的高度;根据铸机的高度,主半径及弯曲段长度可以计算出铸机的矫直段长度。利用计算机对辊列参数进行优化后发现在减小铸机主半径的同时增加弯曲段和矫直段的长度可以在一定程度上减小铸坯受到的鼓肚力并降低浇注过程中的拉坯阻力。