连铸板坯辊道输送和保温过程传热模型

建立了连铸板坯辊道输送和保温坑保温过程传热数学模型，并用实测数据对计算结果进行了验证。证明模型可用于预报铸坯在输送及保温过程中的温度变化，及制定连铸坯“传搁时间表”，为连铸板坯热送热装炉提供温度查询依据。     

连铸板坯二冷区的应力分析

以某钢厂二号板坯连铸机结晶器至二冷区的35钢连铸坯为研究对象,采用有限元软件MSC.MARC建立沿拉坯方向上铸坯的二维纵断面弹塑性应力模型,对连铸坯的连铸过程进行数值模拟,研究不同拉速下铸坯表面应力和裂纹指数的变化规律。仿真结果表明,铸坯表面应力和裂纹指数随着拉坯速度的提升而增大,连铸坯的拉速控制在1.2m/min以内时,表面裂纹可得到较好的控制。     

小方坯连铸二冷配水对凝固与传热的影响

研究小方坯连铸在二次冷却过程中的坯壳凝固情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型,计算出在整个连铸过程中温度变化和温度场分布,并得出在二冷区铸坯凝固速度与换热系数的关系.     

板坯连铸过程中钢液流动与凝固现象的数值模拟

针对板坯连铸过程,建立了钢液流动、传热、凝固的三维耦合数值计算程序,计算、分析了该过程钢液的流动、凝固特征,以及在浸入式水口区域和结晶器边部等局部区域钢液的流动、温度分布特点.计算结果表明,从浸入式水口出口注入的钢液,在流动的区域内形成2个空同分布的大循环区域,这两个循环区域中心的温度相对较低.上循环流在结晶器窄边附件由于拉坯的作用形成了小的狭长循环,同时有倒钩状温度分布情况.结晶器表面钢液的流动速度、湍动能分布大小以及F数,在一定程度上可以表征结晶器液面波高以及与铸坯质量的关系.     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.     

宽板坯凝固前沿轻压下率模型的研究

结合连铸坯凝固规律及轻压下技术改善铸坯中心偏析的冶金原理,建立宽板坯轻压下率理论模型。根据某厂连铸宽板坯实际生产条件,以传热模型计算的铸坯凝固温度数据作为轻压下率模型计算条件,分析拉速、浇注温度、坯壳凝固收缩特性对铸坯轻压下率的影响规律。结果表明,在相同的拉速和浇注温度条件下,铸坯轻压下率沿拉坯方向的分布总体呈减小趋势;拉速较高时的起始轻压下率小于拉速较低时对应的起始轻压下率;拉速与平均轻压下率呈线性递减关系：拉速每升高0.1m/min,平均轻压下率减小0.015mm/m;浇注温度越低,轻压下区起始轻压下率的值越高;浇注温度对平均轻压下率的影响较小,浇注温度每升高10℃,平均轻压下率仅减小0.002 5mm/m;铸坯外部凝固坯壳的收缩对整个轻压下区平均轻压下率的贡献量为20.4%～22.3%。     

大型连铸板坯液压翻钢机的设计及应用

大型连铸坯翻面的翻钢设备能提高连铸坯的产品质量和生产效率,通过分析现有工况条件,以及翻钢机的动作原理,针对用户需求,对关键零部件的尺寸进行了设计计算,确定了新型连铸板坯液压翻钢机方案。通过实践检测,新型连铸板坯液压翻钢机具有工作安全、维修简单、成本低的特点。     

薄板坯在二冷区传热现象的研究

研究了薄板坯连铸二冷区不同的工艺参数对传热现象的影响.计算中采用二维传热模型对温度分布进行计算.计算了不同拉速、不同水量下铸坯的温度分布和坯壳生长.分析了不同工艺对铸坯温度和坯壳生长的影响.得到了不同工艺下,铸坯温度分布规律和坯壳生长规律:拉速的变化对铸坯温度分布和坯壳生长有很明显的影响;而水量变化20%对铸坯温度分布和坯壳生长没有明显的影响.     

装炉温度对大板坯加热过程热应力的影响

针对大板坯的加热过程,建立铸坯的热弹塑性模型,研究不同装炉温度条件下铸坯热应力分布的变化规律。研究表明:冷装和400℃装炉的铸坯,表面和心部分别受到压应力和拉应力作用,热应力随加热过程的进行逐渐减小;600,800℃热装铸坯入炉后,表面所受拉应力迅速转变成压应力,峰值最高达37 MPa,心部所受压应力迅速转变为拉应力;出炉之前,热装和冷装铸坯内外的热应力都趋于零。     

连铸结晶器内凝固过程的热-流-力数值模拟

针对板坯连铸生产中的问题,建立了热流力耦合的三维非稳态有限元模型。以尺寸为1.2 m×0.2 m的Q235B板坯为研究对象,利用Procast软件的二次开发,求解出了结晶器区域内的温度场、流场和应变分布。计算结果表明,铸坯收缩量在不同方向上存在不同的分布状态。考虑气隙产生对传热的影响时,结晶器出口铸坯表面平均温度由1 148.3℃增加到1 275.7℃,坯壳厚度由18.7 mm减少到15.4 mm。     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

浸入式水口底部开孔对结晶器内钢液流动和温度分布的影响

针对板坯连铸过程,建立了钢液流动、传热、凝固的三维耦合数值计算程序,计算、分析了浸入式水口底部开孔与否对连铸过程钢液的流动、凝固特征的影响.计算结果表明,浸入式水口下部的开孔可以有效地抑制下回流区的长度,有利于形成较为稳定的凝固坯壳,特别是可以防止一般水口在角部附近大面的拉漏.同时对于均匀断面温度有一定的作用,因此保留下部开孔是有益的.     

连铸板坯中心裂纹的形成与控制

梅山炼钢厂连铸生产中频繁出现中心裂纹,严重影响了铸坯质量.根据连铸坯结晶凝固过程应变理论及梅山炼钢厂生产实践,就连铸板坯中心裂纹的形成原因和影响因素进行了探讨,并提出了有效的改进措施.     

CSP工艺中连铸热过程的数值模拟

依据CSP连铸工艺中结晶器内钢液凝固、二冷区内铸坯与喷淋水和轧辊及空冷区内铸坯的传热特点,采用了(1)符合实际的等效比热模型;(2)实物模型实验的二冷区冷却公式;(3)能表达结晶与坯壳表面气隙传热的等效导热系数,建立了能真实反映连铸热过程中铸坯温度数字化的数学模型.通过对模型的求解,计算分析了铸坯温度坯壳厚度随连铸过程的变化规律,模型的应用对提高产品质量、优化生产工艺有一定的实际意义.     

410S铁素体不锈钢连铸板坯中非金属夹杂物的分布和类型

本文用金相检验法对410 S不锈钢连铸板坯中的非金属夹杂物数量进行统计分析,研究了夹杂物的数量分布,并用扫描电镜对夹杂物成分进行研究.试验结果表明:410 S连铸板坯中夹杂物尺寸以0～10μm为主;距边部1/4位置处和中部从铸坯表层至心部非金属夹杂物数量有少量增加,沿厚度方向相同位置上夹杂物相比,中部夹杂物数量明显增加;在连铸坯表层宽度方向边部和1/4位置处各尺寸范围内的夹杂物数量差别甚小;连铸板坯中非金属夹杂物都呈现为球状,类型为CaO-SiO2-Al2O3-MgO-MnO.     

电磁搅拌技术

连铸过程采用电磁搅拌的主要作用是提高连铸坯的质量，例如去除夹杂物、消除皮下气泡、减轻中心偏析、提高连铸坯的等轴晶率．因此，在浇铸断面较大的铸坯如大方坯、大板坯以及浇铸质量要求较高或易出现质量问题的钢种时，电磁搅拌技术便成为首选．按照搅拌的位置不同，连铸电磁搅拌可分为结晶器电磁搅拌(M—EMS)、二冷区电磁搅拌(S—EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)．目前，方坯连铸应用较多的是结晶器电磁搅拌，有时为进一步提高质量，增加凝固末端电磁搅拌，即结晶器与凝固末端联合搅拌．板坯连铸应用较多的是二冷区电磁搅拌．近年来，板坯结晶器电磁搅拌技术的应用逐渐为各国钢铁企业所重视，特别是日本在这方面的开发与应用十分活跃．     

热轧螺纹钢筋连铸坯加热过程中奥氏体晶粒预测模型

利用有限元分析方法分析加热过程中螺纹钢连铸坯的温度分布随时间变化的规律。根据各节点温度与时间的关系,计算连铸坯各节点的加热速度,分析加热速度对奥氏体转变温度的影响规律。结果表明奥氏体化的温度与加热速度近似成线性关系。通过不同温度的中断淬火实验,研究奥氏体晶粒长大的动力学规律。结果表明,不同温度奥氏体晶粒长大激活能具有明显的差异。基于奥氏体晶粒长大和第二相粒子溶解之间的交互作用对不同温度奥氏体晶粒长大的动力学规律进行分析。     

板坯连铸机辊列的最优设计

根据二冷辊列参数对连铸坯固液相交界面上应变与应变速率的影响，提出了优化支承辊辊距的方法、并给出了确定带有可实现连铸坯等曲率速率矫直的多点乔直系统的二冷辊列几何尺寸的计算方法及公式。为板坯连铸机的设计提供了更为科学的理论基础。     

高效方坯连铸二冷水控制数据模型

通过建立数学模型,用计算机仿真连铸条件下二冷区铸坯的冷却过程,模拟出了二冷区各段的 水量分布和铸坯表面的温度分布,优化出最佳二冷制度,为实际生产中实现高效连铸和计算机 控制提供了恰当的理论依据并获得了良好的效果     

不锈钢板坯连铸温度场及凝固末端位置的研究

采用有限元法计算了不锈钢板坯在连铸时凝固过程中温度场及坯壳的生长随时间的变化，讨论了过热度，拉速及二冷配水量对温度场及凝固末端位置的影响。结果表明，影响铸坯温度场和凝固末端位置的主要因素是拉速和二冷配水，而过热度影响较小。