SWRH82B小方坯中心偏析的改善

研究了过热度、二冷比水量和末端电磁搅拌等连铸工艺参数对SWRH82B小方坯中心偏析的影响。结果表明:降低过热度和增加二冷比水量可以改善小方坯的中心偏析;当拉速为2.6 m/min,比水量为1.8 L/kg时,F-EMS位置具有合适的液芯厚度;当F-EMS电流为500A,频率为10 Hz时,F-EMS具有优化的磁感应强度和电磁力。工艺参数优化后,SWRH82B小方坯中心质量得到了明显改善,盘条合格率得到了提高。     

首钢3号铸机凝固末端电磁搅拌技术应用研究

研究了3号方坯连铸机拉速和二冷比水量对铸坯中心偏析的影响;在恒定的拉速下,通过射钉试验测定铸坯在不同冷却强度下的坯壳厚度,为末端电磁搅拌器的安装位置和电磁搅拌参数的确定提供依据;确定了最佳的末端电磁搅拌参数,使连铸坯中心碳偏析程度降低,连铸坯内部质量提高。     

方坯连铸机二冷水控制模型与应用

采用拉速、过热度、钢坯温度调节法控制方坯连铸二冷区水量,控制模型避开铸坯表面温度的直接测量,应用方坯凝固传热数学模型进行计算。以生产厂小方坯连铸机为研究对象,比较了采用不同的二冷水控制方法时控制效果的差异。结果表明,当浇注条件稳定时,采用拉速-水量控制方法可获得较稳定的铸坯表面温度分布,在拉速出现波动时,采用钢坯温度进一步调节水量的动态控制法比拉速、过热度-水量控制法有更好的控制效果。     

动态二冷配水在方坯连铸机上的应用

合理的动态二冷配水能有效地提高铸坯质量,也是连铸过程中重要的控制环节。某钢厂由于过热度控制比较差,导致铸坯表面温度和凝固末端位置变化很大,影响铸坯质量。通过使用“等效拉速”和“凝固模型控制”相结合的方法,调整不同过热度情况下各个冷却分区的水量,保证在稳定的拉速,不同过热度的情况下,铸坯表面温度和凝固末端位置稳定。     

汽车用双相钢铸坯成分偏析的研究

为了找到连铸工艺条件对双相钢铸坯内部偏析的影响规律和双相钢带状组织的成因,对双相钢DP780铸坯的内部偏析开展了研究。采用原位分析、钻屑成分检测、光学显微镜和扫描电镜等试验设备和检测方法,分析了中间包过热度、拉速对铸坯宏观偏析的影响,分析了二冷比水量、中间包过热度对一次、二次枝晶间距的影响,并研究了铸坯枝晶偏析对热轧板带状组织的影响,明确了双相钢带状组织产生的机理和控制措施。结果表明,过热度小于30 ℃时,双相钢铸坯中心偏析级别可以控制在C1.0级以下水平,中心等轴晶比例最高可达到12.25%。拉速对铸坯中心等轴晶比例影响不大。降低中间包过热度、提高二冷比水量可以减少双相钢铸坯内部一次枝晶间距和二次枝晶间距。     

320 mm×410 mm断面重轨钢连铸坯宏观偏析控制关键技术

针对320 mm×410 mm断面生产重轨钢宏观偏析较大的问题,在分析该断面生产重轨钢宏观偏析控制工艺难点的基础上,开展了电磁搅拌电流强度对比试验、重压下压下总量对比试验以及过热度与拉速匹配对比试验,获得了该断面生产重轨钢宏观偏析控制的最佳连铸工艺参数。试验结果表明,结晶器电搅电流强度600 A、2.4 Hz,凝固末端电搅电流强度330 A、7 Hz,重压下总压下量19～22 mm,过热度控制20～35 ℃、拉速控制0.70～0.72 m/min,生产的重轨钢连铸坯中心等轴晶率平均为41.2%,连铸坯中心偏析≤0.5级的比例达到85%,断面碳偏析指数控制在0.95～1.07,连铸坯质量较好,生产的钢轨质量满足标准要求,形成了320 mm×410 mm大方坯连铸重轨钢宏观偏析控制关键技术。     

方坯连铸机末端电磁搅拌改造

研究了某钢厂方坯连铸机钢水过热度、拉速及二冷比水量对82B铸坯内部质量的影响。得出生产中最优参数后,结合射钉试验确定末端电磁搅拌装置的位置。保持工艺参数稳定后,确定最佳电磁搅拌参数。经过改造与调整后铸坯中心偏析和缩孔明显改善,铸坯内部质量相应提高。     

过热度对帘线钢连铸方坯碳偏析的影响

针对帘线钢生产过程中出现的质量波动问题,采用钻屑成分分析和低倍组织分析方法,研究了不同过热度对帘线钢连铸方坯横纵向碳偏析的影响。研究结果得出：（1）偏高过热度（34 ℃）比偏低过热度（29 ℃）,其对应的中心碳偏析程度更低,中心线位置碳元素质量分数的波动程度更小;（2）V形偏析带是造成铸坯中心线位置偏析指数纵向发生波动的直接原因,这也表明仅通过横断面来判定铸坯偏析情况的好坏存在局限性;（3）过热度越低,等轴晶比例越高,但同时由于能够抽吸到中心位置附近的高溶质液相量更大,中心位置的偏析程度及波动程度可能更大。因此,对于本厂所生产的帘线钢而言,采用偏高的过热度铸坯碳元素分布更为均匀,质量更为稳定。     

特厚板坯凝固过程三维热模拟研究

连铸坯重压下技术是改善大断面铸坯中心偏析、缩孔,提升铸坯致密度的有效手段,但重压下位置的合理与否直接影响到重压下技术的应用效果。本文以断面420 mm×2 390 mm的ES355特厚板坯为研究对象,建立了温度场三维有限元分析模型,通过现场测温和射钉实验的凝固终点测试验证了模型的可靠性;利用模型研究了过热度、拉速和比水量对ES355凝固过程温度场和固相率的影响规律。结果表明,相比过热度和二冷比水量,拉速对ES355铸坯温度场、凝固终点和固相率的影响较大。     

连铸工艺参数对高碳钢小方坯凝固组织的影响

通过CAFE模型,对SWRH82B钢小方坯的凝固组织进行数值模拟,研究了中间包钢水过热度、连铸坯拉速、二冷比水量对铸坯凝固组织的影响规律。结果表明,钢液过热度从5℃增加到45℃,铸坯的等轴晶率从39.7%不断减小到23.1%,晶粒尺寸变大;过热度为25~35℃时,等轴晶率和晶粒尺寸变化小。二冷比水量从0.5 L/kg增加到0.8 L/kg时,铸坯等轴晶率逐渐从34.4%减小到29.2%,但是晶粒尺寸不断变大。比水量达到0.8 L/kg后,继续增加将不再减小铸坯等轴晶率,但是会细化晶粒。拉速从1.25 m/min提高到2.25 m/min,铸坯等轴晶率由29.1%不断增大到38.3%,晶粒也随之不断细化。     

改善齿轮钢SAE8620H碳偏析的连铸工艺研究及应用

齿轮钢宏观碳偏析会加重带状级别,影响齿轮热处理变形。最根本解决方法是控制连铸坯碳偏析,在合适的连铸工艺拉速下采用优化结晶器电磁搅拌参数、动态末端电磁搅拌、控制钢水过热度及优化二冷配水的技术手段改善了连铸坯截面碳偏析指数及碳极差。实践结果表明,选择合适的连铸工艺参数及动态末搅技术能够大幅度提升铸坯内部质量,降低齿轮钢SAE8620H宏观碳偏析,达到9点碳极差不高于0.025%、碳偏析指数为0.95~1.05的水平,有效降低了齿轮钢带状级别。同时,轧制圆钢加工成齿轮后热处理变形量小、变形趋势好,产品质量得到了客户的认可。     

铸造参数对2024铝合金半连铸过程中宏观偏析影响的数值模拟研究

本文采用考虑了浮游晶运动的拓展连续模型计算大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的宏观偏析。模型中宏观的传质、传热、动量传输方程与Scheil-Gulliver微观凝固模型相互耦合。通过九个算列计算铸造参数（铸锭尺寸、铸造速度、浇注温度以及二冷区冷却强度）对宏观偏析的影响,并详细讨论了铸造参数对形成宏观偏析传输机制的影响。研究结果表明,铸造参数直接影响熔池的形状和尺寸进而影响最终偏析形态。其中,铸锭尺寸和铸造速度是最主要的影响因素。更大的铸锭尺寸通常意味着更慢的冷却速度,以及更深和更宽的熔池,从而导致铸锭中心更严重的宏观偏析。增加铸造速度则将显著地增加熔池的深度,因而更大的铸造速度将导致更严重的宏观偏析。而熔池的深度随浇注温度的增加仅轻微增加,故浇注温度对宏观偏析的影响不如前二者敏感。     

连铸坯凝固末端电磁搅拌位置及连铸工艺优化

为了预测180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固末端位置,对国内某厂方坯连铸机开展射钉试验,并基于Thercast模拟仿真研究了连铸工艺参数(过热度、冷却强度、拉速)对凝固末端位置的研究。结果表明,在过热度20 ℃、拉速0.85 m/min下,180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固终点距离弯月面11.39 m,而末端电磁搅拌位置在11.40 m,无法充分发挥末端电磁搅拌的作用。根据射钉试验、Thercast仿真结果、设备条件、生产节奏等因素对连铸工艺进行了优化,适当降低结晶器水和足辊水量,保持其他参数不变。连铸坯低倍质量表明,工艺优化前铸坯中心存在疏松缩孔,工艺优化后中心疏松为1级、中心偏析为0级,满足质量要求。此外,通过9点法检验了工艺优化后的铸坯碳极差,其值不高于0.12%,满足质量要求。     

二次冷却和结晶器电磁搅拌对SWRH82B碳偏析的影响

研究了二冷汽雾冷却和全水冷却条件下拉速、比水量和结晶器电磁搅拌对SWRH82B碳偏析指数的影响。结果表明：二冷汽雾冷却条件下,比水量为1.16和1.25 L/kg时,拉速1.7 m/min与末端电磁搅拌位置最匹配,且随比水量由0.94增大到1.25 L/kg,碳偏析指数由1.17降低到1.10,提高结晶器电磁搅拌电流由250 A到350 A,碳偏析指数改善不明显;对二冷由汽雾冷却向全水冷却实施改造,得出比水量为1.6 L/kg,拉速为1.7 m/min,结晶器电磁搅拌350 A/3Hz为最佳参数,铸坯中心碳偏析平均指数达到最小值1.05。     

三钢160 mm×160 mm连铸高拉速生产技

研究分析连铸普钢高效化的生产工艺,得出高效化连铸面临的主要问题为漏钢、铸坯内部缺陷和脱方。采用改善点状高效结晶器和高拉速保护渣、优化二冷比配水、降低钢水过热度和拉矫机压力的措施,提高了160 mm×160 mm小方坯连铸拉速,最高拉速从3.2 m/min提高到3.7 m/min。铸坯漏钢、内部质量和脱方也得到较好的控制。     

基于Matlab的板坯连铸凝固传热过程及热损失研究

基于Matlab数值计算,对板坯连铸凝固传热问题进行研究,得到随板坯厚度及其与结晶器弯月面距离变化的板坯温度场分布,通过拟合得到板坯凝固点末端位置与二冷总供水流量、过热温度和拉坯速度的关系式,分析二冷区水量分配比对结晶器和二冷区内单位长度板坯热损失率和板坯表面温度梯度的影响。结果表明：板坯温度随冷却阶段的不同其温度变化趋势显著不同;随着过热温度和拉坯速度的增大、二冷总供水流量的减小,板坯凝固点末端位置增大;拉坯速度对板坯凝固点末端位置的影响最为显著,其次是二冷总供水流量,过热温度对其影响较小。通过适当调整二冷区内水量分配比可实现降低板坯表面温度梯度和较少热损失率的折衷,从而在提高板坯质量的同时也提高其蓄能,以实现板坯连铸过程的节能。所得结果能对板坯连铸凝固过程的参数设计和动态运行提供依据和理论指导。     

工艺参数对Zn-4.5Cu-0.2Mn-0.3Bi合金水平连铸坯反偏析及凝固组织的影响

研究了锌铜合金在电磁场下水平连铸坯的初生坯壳前沿位置变化规律,考察了铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌及合金元素的分布。试验结果表明,坯壳前沿的位置是随着拉坯速度、浇注温度和电流强度的变化而变化的,其中尤以拉坯速度对其的影响最为明显。只有根据电流强度和浇注温度相对应调整拉坯速度才能达到改善组织和偏析的效果。较大的电流和拉坯速度促使坯壳前沿后移。当液-固界面位于冷却水套和搅拌器的交界处时,反偏析得到有效抑制。电磁场消除了普通水平连铸坯横截面组织不均匀、最后凝固点上移的现象。搅拌后上边缘和心部深灰色树枝状的富铜相并没有完全消失,只是尺寸略微变大,但边部和心部组织差异很小。当拉坯速度3 m/h、电流100 A时,边部和心部组织最为均匀细小,其他电流和频率时组织变化不大。Ti没有起到细化作用和抑制反偏析作用,反而使得液体变得粘稠,流动性变差。     

SWRH72B-S绞线钢连铸小方坯凝固温度场数值模拟

为研究适于6号连铸机的凝固传热模型,通过实际生产数据对相关参数进行修正,并通过低碳焊丝钢铸坯白亮带、液芯宽度、空冷段铸坯表面温度进行分析研究,验证了准确性。并且对拉速、过热度以及比水量进行计算分析,得出它们对铸坯表面温度、液芯末端位置的影响程度。结果表明,采用符合特定连铸机的凝固传热模型,并利用模型对生产工艺进行了探讨,可以提高铸坯内部质量。