电算钢锭全凝时间的影响因素分析

本文建立了钢锭三维传热的数学模型,分别在一定范围内改变钢锭传热的主要物理参数,研究了对钢锭全凝时间的影响。结果表明以钢浇铸温度的影响最大,其它诸因素的影响均不大。     

钢锭的非对称冷却过程

本文针对钢锭在注车上的冷却过程,推导了钢锭的非对称冷却过程传热数学模型。该模型已被实例证明,可以用来估计对称传热假设的偏差以及生产中的可用程度,也为研究钢锭任一局部位置的热状态参数提供了数学模型。     

电渣重熔结晶器复合传热模型

针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.     

传热理论在钢锭传搁时间计算上的应用

在分析钢锭凝固传热的基础上，结合对天津钢厂２．７吨矩形弧边钢锭的技术改造，对钢锭的凝固传热及传搁时间进行了数值计算。通过计算改进了现有的传搁时间表，并应用于天钢初轧厂，取得了良好的效果。     

钢锭宏观偏析数值预测

在改进准三维凝固传热数值模拟技术的基础上,建立了新的钢锭宏观偏析预测数模,数模可预测钢锭的逆V偏析分布、沉积锥形状及碳的宏观偏析分布。     

大型钢锭凝固过程的计算机模拟

本文分析了钢锭-锭模系统的各种边界以及浇注过程中的热交换,应用直接差分法,建立了考虑浇注过程中热交换情况的大型钢锭凝固数值模拟方法,提出采用辐射传热处理钢锭、锭模边界产生气隙后的边界条件。最后应用所编程序计算了60t钢锭的凝固温度场,计算结果表明,显式直接差分法进行凝固数值模拟,单元剖分简单,计算方便。60t钢锭的计算温度场符合钢锭的凝固趋势。     

钢锭全凝时间和液芯率变化的电算

本文建立三维传热数学模型,编制了通用程序,由电子计算机求出ZZ7.2吨镇静钢锭在模内和不同时间脱模后入均热炉中温度场和液芯率随时间变化的关系。采用16公斤钢锭连续测温来验证数模,其结果与计算结果吻合,说明该数学模型可行。     

模底砖结构对大钢锭充型过程卷渣的影响

通过建立19 t大钢锭充型过程的流动和传热模型，研究大钢锭充型初期的流场和温度场分布特征，针对一系列不同尺寸结构模底砖的钢锭模进行充型过程的数值模拟，研究模底砖结构对充型初期钢液面卷渣的影响。充型初期钢液面波动大，且凝固层推进快，易发生卷渣并被捕获至坯壳。当模底砖下口直径小于上口直径时，钢液进入钢锭模的流速主要取决于模底砖下口直径，并随着下口直径的增大而迅速减小。对于19 t钢锭，当模底砖下口直径大于90 mm后能在很大程度上减小充型初期的卷渣概率。     

热冒技术推广

由北京科技大学、洛阳耐火材料研究院、武汉钢铁公司、鞍山钢铁公司等单位共同研制的热冒技术,其成果是采用绝热板、防缩化剂、保护渣与冒口形状合理设计等多项技术,以改善钢锭的补缩,冒口处的偏析及优化开坯轧制时金属变形,达到提高钢锭成坯率的目的。 绝热板研究是在大量配方测试、建立结构和传热模型的基础上,提出绝热板的保温性能     

特殊钢锭锭型改造

目前我国特殊钢镇静钢钢锭主要有两种锭型,即650kg与2～3t锭型,分别适应于650mm与825～850mm开坯轧机。本技术通过对锭型的改造,尽可能减小钢锭的横截面积,为的是降低钢锭中心与头部严重偏析及轧制前期的鱼尾收缩,消除钢锭两端轧制过程潜在的不利因素的影响,为进一步提高钢锭的成坯率创造优化的条件。为了防止提高钢锭高宽比时带来的     

注温和注速对钢锭头部积渣的影响

使用膨胀型复合模铸保护渣保护浇注钢锭 ,普遍存在的一个问题是容易使钢锭产生头部积渣这一表面缺陷。通过工业实验 ,研究了注温和注速这两个主要浇注工艺条件对钢锭头部积渣的影响规律。研究结果显示 ,适当提高浇注温度和适当降低浇注速度可以减少钢锭头部积渣 ,改善钢锭表面质量。     

注温和注速对钢锭头部积渣的影响

使用膨胀型复合模铸保护渣保护浇注钢锭,普遍存在的一个问题是容易使钢锭产生头部积渣这一表面缺陷。通过工业实验,研究了注温和注速这两个主要浇注工艺条件对钢锭头部积渣的影响规律。研究结果显示,适当提高浇注温度和适当降低浇注速度可以减少钢锭头部积渣,改善钢锭表面质量。     

钢锭凝固传热的分析计算

本文与其他文献用数值计算法不同的是采用了分析计算法,它是以宏观的瞬时热平衡为基础的.在计算中考虑了浇注时期的凝固传热问题。并可计算出各时期钢锭凝固热量在各部份的分配.计算是近似的,但结果与实际基本吻合。     

大型电渣炉钢锭凝固过程的动态快速响应模型

为了研究电渣重熔中凝固过程对钢锭质量的影响,建立了大型电渣重熔过程钢锭凝固过程动态快速响应数学模型 利用控制容积积分法离散数学模型方程,采用附加源项法解决非线性模型方程快速迭代收敛问题 应用该模型预测的温度场及金属熔池形状同实验结果吻合较好 针对一典型大钢锭凝固过程动态温度分布及熔池形状进行了模拟分析,结果表明,当钢锭高度线性增加,而重熔钢锭锭高与直径之比超过1 1时,钢锭熔池形状基本稳定;在低熔铸速度阶段,熔铸速度对最大液池深度的影响不大;当熔铸速度增加时,熔铸速度对最大液池深度的影响有增大倾向     

挂绝热板钢锭凝固过程的模型试验与研究

利用凝固模型显示了挂绝热板钢锭的凝固过程和钢锭结构特微,研究了不同模型参数和保温条件对它的影响,对上小下大挂绝热板钢锭的散热强度分布及疏松和偏析特点做了讨论。     

大型钢锭夹杂沉积区形成过程的计算机模拟

将自浇注起到钢液中自然对流衰减至不足以把允许的最大夹杂物带回底部为止的时间称为临界时间.夹杂沉积区就是在临界时间内所形成的底部等轴晶区,该区由三部分构成:顶面下落的结晶雨;侧壁树枝晶枝臂的熔断和折断所形成的自由晶和底部由于传热而造成的凝固生长.本文在以热量平衡为基本原理的凝固数值模拟的基础上,结合自然对流的边界层理论,给出了临界时间的计算方法;又结合氯化铵水溶液的模拟实验,给出了顶面结晶雨的定量计算方法;此外,还提出了侧壁树枝晶枝臂的熔断和折断所形成的自由晶,以及钢锭底部由于传热而造成凝固生长的定量计算方法.根据上述模型编制了夹杂沉积区形成过程的数值模拟程序,针对68吨27 Cr2Mo1V 转子钢钢锭进行了夹杂沉积区形成过程的计算机模拟,模拟结果求得切尾率为8.11%.而实际生产中钢锭的切尾率为8.8%.两者大体相符.     

散热片对钢锭凝固过程影响数学模拟

钢锭在冷却过程中会出现疏松、缩孔和偏析等缺陷。本文提出在钢锭模上加散热片来加快钢锭的凝固,分析加不同形状的散热片后钢锭凝固过程中的温度场变化、全凝时间、缩孔情况的影响。研究表明:加散热片后钢锭凝固时间缩短了60 s,而且水平布置的散热片与竖直布置的散热片相比凝固速率加快了16%,加锥形数值散热片后,缩孔的体积最小为247.3 cm3。     

悬浮浇注对GCr15轴承钢凝固过程的影响

通过研究悬浮浇注工艺下ＧＣｒ１５轴承钢的凝固动力学过程来探讨悬浮剂的作用机理,并在实验的基础上分别讨论悬浮浇注工艺对钢锭凝固过程的温度分布、凝固速度、结晶温度间隔以及形核率的影响。实验结果表明,悬浮浇注能有效地提高钢锭的凝固速度,改善钢锭截面的温度分布和溶质元素的分布,减小合金的结晶温度间隔,增加钢锭形核率。其结果使钢锭凝固时间缩短,化学成分分布均匀,缩松缩孔减少,结晶组织细化。     

液芯钢锭轧制过程鼓肚变形的研究

液芯钢锭轧制过程中产生鼓肚,是由于在液芯内压力和轧制压力的作用下,钢锭凝固壳产生塑性弯曲变形的结果,它是液芯钢锭最主要的变形特点。根据模拟试验研究和分析,探讨了影响鼓肚变形的一些因素,初步提出了变形深透程度估计方法。通过模拟比为1∶8的模拟试验,得出现行轧制条件下,ZF6.67吨沸腾钢锭和ZZ7.2吨冷封顶镇静钢锭的原始可轧体积液芯率为7％以下,结果与工业试验比较吻合。     

大扁锭凝固过程模拟及缩孔优化

对某钢厂28.7t钢锭凝固过程进行测温,并用有限元方法模拟该钢锭凝固过程温度场和凝固场分布.结果表明:温度模拟值与现场测量值吻合很好,证明模拟具有较高的准确性和可靠性;凝固初期,钢锭底部和保温冒与钢锭模连接处凝固较快;52min时,绝热板与钢锭间已形成一定气隙;前3h,钢锭侧面凝固顺序由模壁向钢锭中心平行推进;凝固后期较凝固前期凝固速度快;热电偶测得,保温冒中心凝固时间为428min,钢锭本体中心顶部凝固时间为365min,冒部全凝时间大于本体全凝时间的15%,有利于控制一次缩孔只存在于冒部.通过模拟将浇注温度由1543℃降低到1533℃,不但不影响保温帽钢液对本体的补缩作用,还可以使缩孔减小6mm,有利于提高钢锭质量.