板坯连铸结晶器及振动装置的研究

从传热学和结构力学角度，分析了结晶器的温度场和应力场，采用解析法和有限元法计算了结晶器的热应力和变形。针对原来的正弦振动机构存在的问题，提出了改进方案：采用椭圆齿轮变速器实现非正弦振动，并分析了改造后的结晶器的振动规律。同时，对结晶器与板坯之间的摩擦力加以分析。采用非正弦振动使负滑脱时间短，正滑脱时间长，结晶器向上运动速度与铸坯运动速度差较小。振痕深度大为减轻，减少坯壳与结晶器的摩擦力，减少粘结漏钢，提高连铸机拉坯速度，铸坯表面质量明显提高。     

连铸结晶器摩擦力在线检测方法研究

对液压振动下的板坯连铸结晶器摩擦力检测方法——摩擦功法进行了研究,阐述了摩擦功法的检测原理和实现方法,并通过现场试验对检测方法误差进行了分析和验证.基于板坯连铸结晶器摩擦力的现场实测数据,讨论了拉速变化对摩擦力影响,并对正弦和非正弦振动方式下的摩擦力检测结果进行了分析.结果表明,运用摩擦功法进行摩擦力检测,能够很好地反映铸坯与结晶器之间的摩擦和润滑状况,为摩擦功法用于液压振动下铸坯与结晶器之间摩擦力的在线检测提供了理论参考和实验依据.     

双缸式结晶器液压振动原理及应用

结晶器振动精度一直是我们要提高的重要指标之一。日钢7#8#9#板坯机采用双缸式结晶器液压振动系统，该系统能实现正弦与非正弦振动，可以在线修改振幅与振频等参数，且控制精度高，极大提高了铸坯质量与金属收得率，满足了生产的工艺要求。     

连铸结晶器非正弦振动波形的研究

根据运动叠加原理推导出一种连铸结晶器的非正弦振动波形,分析了该波形的振幅、频率、偏斜率、动力学特性及满足拉坯速度所必需的各种工程参数,并给出了这些参数的取值范围,使之适合于实际应用.为结晶器非正弦振动技术的实际应用提供了必要的理论基础.     

非正弦振动结晶器内保护渣道动态压力变化规律

根据结晶器振动速度变化规律和保护渣润滑理论,建立保护渣道动态压力计算模型,研究结晶器非正弦振动过程保护渣道动态压力变化规律,分析非正弦振动参数及拉坯速度变化对保护渣道动态压力的影响规律。研究结果表明:随着非正弦因子α增加,渣道最大负压减小,而最大正压增加,α的最佳值约为0.2;随着振幅和振频增加,渣道正负压力都增加,但正压增加程度明显高于负压增加程度,特别是振频增加对负压的影响不明显;随着拉速提高,渣道最大负压增加而最大正压减小,因此,拉速提高应适当提高振幅并降低振频;针对2种拉速采用的非正弦振动参数合理,同时证明了模型的实用性和可靠性。     

软接触电磁连铸的实验研究

进行低熔点金属锡的软接触电磁连铸实验,考察拉坯速度、有无保护渣及电磁感应输入电流强度对铸坯表面质量的影响.结果表明,在无结晶器振动的情况下,随着拉速的增加,铸坯表面的质量降低.施加等幅高频磁场能够有效提高铸坯的表面质量.     

结晶器冷却强度对铸坯初始凝固均匀性的影响

通过建立结晶器二维非稳态传热模型,在考虑气隙及角部圆弧对铸坯凝固过程影响的基础上,研究结晶器冷却强度对铸坯初始凝固均匀性影响的规律.结果表明,在结晶器内初始凝固区域,铸坯近角部的坯壳厚度小于角部和表面中心处的坯壳厚度;结晶器冷却强度降低,坯壳厚度变薄,但周向均匀性得到改善.     

CSP结晶器内钢液流动及凝固的数值模拟

应用数值模拟方法,建立CSP漏斗型结晶器内钢液流动及凝固传热耦合模型。针对结晶器内铸坯角部受到强冷的特点,对结晶器内热流密度采用修正方程进行计算,分析热流密度修正系数对铸坯凝固坯壳表面温度计算精度的影响。通过比较不同拉坯速率下结晶器内钢液凝固的特点,研究凝固坯壳对结晶器内钢液流动行为的影响。结果表明,采用热流密度修正系数后,铸坯凝固坯壳角部温度的计算值与实际情况更相符;提高拉坯速率可使铸坯凝固坯壳厚度减小;拉坯速率较大时凝固坯壳厚度随铸坯距弯月面距离的增大基本呈线性增长,拉坯速率为3m/min时,凝固坯壳在生长过程中厚度的增长有短暂的停滞现象;凝固坯壳对钢液流动的影响较大,主要是由钢液有效流动区域减少及两相区额外动量阻损造成的。     

工艺参数对连铸坯表面振痕深度的影响

以保护渣道动态压力作用模型为基础,利用Fluent软件对弯月面区域求解N-S方程,得到保护渣液渣的流动情况和弯月面的压力分布.计算结果表明,在结晶器振动过程中,保护渣道的压力呈周期性变化.进入负滑脱期时,渣道入口处开始受正压力作用,当正压力大于钢水静压力时,初始凝固坯壳开始被推离结晶器壁.正压力越大,负滑脱时间越长,初始凝固坯壳被压得越弯,振痕就越深.并分析了振动参数、拉速和保护渣黏度等对振痕深度的影响.     

CSP工艺Q235B热轧带钢边部裂纹成因分析

为减少采用CSP工艺生产的Q235B热轧带钢边部裂纹缺陷,分别在Q235B连铸坯和热轧带钢裂纹处进行取样,通过宏观形貌、金相组织、扫描电镜及能谱分析等方法,研究铸坯角部横裂纹与热轧带钢边部裂纹的演变规律和形态变化.结果表明,结晶器卷渣、冷却不均匀是产生连铸坯角部裂纹的主要原因;第2道次过渡带钢的金相组织中出现混晶现象,裂纹边上存在脱碳现象;热轧带钢边部裂纹主要源自于铸坯裂纹,并在轧制过程中得到扩展.根据连铸工艺参数,对边部裂纹缺陷率与液渣层厚度、保护渣消耗量、结晶器振动参数、中间包过热度、结晶器传热参数以及铸坯宽度的关系进行统计分析,并提出相应的边部裂纹控制工艺措施.