基于二冷优化的高拉速方坯质量改善及实践

为增加连铸拉速,加快生产速度,保证铸坯质量及提高生产效率,对某厂7机7方坯连铸机二次冷却系统进行优化,开展了二冷配水模型研究。根据主要钢种成分、二冷区各区的长度、喷嘴型号等因素对模型进行了优化设计,通过优化配水参数来保证铸坯低倍质量,并实现动态控制。通过二冷补偿水改造,过程温度控制、脱方控制、铸坯内部质量控制等措施,该连铸厂台时产量提升至278.5 t/h,增长了8.30%,低倍一级成品率均超过95.14%。     

动态二冷水控制系统在圆坯连铸中的应用

本文介绍了某钢厂圆坯连铸生产线动态二次冷却水控制系统的结构、特点以及应用.系统应用了铸坯凝固传热仿真模型、动态参数调整和有效拉速控制多种方法,很好地满足了铸坯在稳态和非稳态情况下对二次冷却水量的要求.实践证明,此系统配置合理,运行稳定,对于连铸生产线提高铸坯质量具有重要意义.     

基于热传输理论的方坯连铸二冷水在线控制方法

开发的热传输模型充分考虑了由于气隙的存在而使得结晶器表面散热不均匀,处理了凝固前沿相变所产生的结晶潜热,并采用变热物性参数.数据表明,经模型计算得出的铸坯温度与现场测定的温度基本相符.以此热传输模型为基础,研究了方坯连铸机二冷水在线控制方法-目标表面温度控制法.它可以实现铸坯表面温度及坯壳厚度的实时监控.以首钢三炼钢厂连铸方坯为研究对象,分析了拉速和过热度等参数对铸坯表面温度和凝固状态的影响,讨论了当某个冷却段供水量产生波动的情况下,采用不同二冷水控制方法时,对后续冷却段温度变化的影响.仿真试验表明,该方法可针对不同的生产条件,考虑到各回路之间的关联,更有利于稳定铸坯温度,从而改善铸坯质量.     

异型坯连铸机Q235B生产实践及工艺

为给型钢提供优质的铸坯,减少腹板裂纹、中心疏松等质量缺陷发生,研究了Q235B生产过程中的工艺条件,掌握了铸坯腹板裂纹和中心疏松产生的机理。通过控制钢水成分和洁净度、优化结晶器冷却及二次冷却工艺、优化保护渣工艺及水口插入深度等措施,保证铸坯在凝固过程中实现冷却均匀,降低铸坯表面温降,有效杜绝了铸坯表面腹板裂纹的发生,铸坯中心疏松等级控制在1.0以下。     

板坯动态二冷配水控制模型改进和应用

研究和建立了“改进坯龄模型”,并基于此模型自主开发了板坯动态二冷配水系统。“改进坯龄模型”根据过热度的变化对传统“坯龄模型”中的k_i值进行实时动态调整,赋予k_i值工艺属性,使其赋值更为合理。该系统的应用改善了非稳态浇注下的连铸板坯表面温度剧烈波动状况,提高了非稳态浇注过程的连铸坯表面质量,连铸坯边部裂纹率降低了13.8%。抑制了非稳态浇注时的铸坯表面回温过快趋势,板坯中间裂纹缺陷率降低了21.9%。     

钢包用弥散式透气砖的应用

文章对目前钢包用透气砖的工作环境、狭缝式透气砖存在的问题及弥散式透气砖的特点进行了介绍,并对弥散式透气砖和狭缝式透气砖在使用过程中的透气量及底吹压力进行了对比。结果表明：弥散式透气砖对吹扫的依赖性较小,使用过程中透气性优良,能够满足现场的工况条件要求。     

AZ31镁合金圆锭连铸过程温度场的数值模拟

通过有限差分法，利用Visual C＋＋6．0建立直接水冷法（DC）AZ31镁合金连铸过程的数学模型，该模型可预测铸锭以及底模的温度分布。通过对铸造过程物理现象的理论研究，确定一冷区、二冷区以及铸锭与底模之间的边界条件。通过与文献实测温度的比较，证明该模型可以用来模拟实际铸造过程。考察不同铸造条件对铸锭温度场分布的影响，为优化镁合金直冷连铸的工艺参数提供了依据。     

基于变比水量的二冷控制系统

依据酒钢连铸机的具体条件,建立了方坯连铸二冷喷淋系统的变比水量控制模型,实现了随铸坯钢种、断面尺寸及拉速变化对各回路水量连续实时控制。不仅方便现场工程师进行参数调整也稳定了铸坯表面的温度,从而改善了铸坯表面质量和内部质量。经现场应用表明,利用变比水量配水模型所制定的二冷配水制度是合理的,得到的铸坯质量良好。     

Prediction of hot tearing susceptibility of direct chill casting of AA6111 alloys via finite element simulations

To predict hot tearing susceptibility (HTS) during solidification and improve the quality of Al alloy castings, constitutive equations for AA6111 alloys were developed using a direct finite element (FE) method. A hot tearing model was established for direct chill (DC) casting of industrial AA6111 alloys via coupling FE model and hot tearing criterion. By applying this model to real manufacture processes, the effects of casting speed, bottom cooling, secondary cooling, and geometric variations on the HTS were revealed. The results show that the HTS of the billet increases as the speed and billet radius increase, while it reduces as the interfacial heat transfer coefficient at the bottom or secondary water-cooling rate increases. This model shows the capabilities of incorporating maximum pore fraction in simulating hot tearing initiation, which will have a significant impact on optimizing casting conditions and chemistry for minimizing HTS and thus controlling the casting quality.     

82B小方坯凝固组织和偏析预测模型开发及应用

基于国内某厂82B小方坯连铸生产过程,使用ProCAST软件建立82B小方坯铸坯横断面宏观偏析模型,从温度场、坯壳厚度和凝固组织3个方面验证该模型的正确性,通过该模型研究连铸参数(拉速、比水量和过热度)对铸坯横断面宏观偏析的影响。模拟结果表明,82B连铸坯中心偏析随拉速和过热度的增加而增大,而比水量对中心偏析的影响较小。减轻铸坯中心偏析的关键在于控制铸坯拉速和过热度,因此为了保证铸坯中心碳偏析不高于1.10,应控制铸坯拉速低于2.64 m/min,过热度不高于10 ℃。     

马钢低碳钢板坯高拉速连铸技术的应用

为了进一步解决连铸高拉速条件下的板坯质量问题,马钢有针对性地开展了低碳钢板坯高拉速连铸技术研发工作。通过采用高效连铸防粘结技术、高效强冷结晶器控制技术、低黏度保护渣优化控制技术、水口堵塞控制技术、动态二冷凝固控制技术等技术措施,解决了高拉速条件下出现的坯壳凝固不均匀、结晶器卷渣、铸坯质量等技术难题;稳定提升1 200 mm宽断面(厚度230 mm)低碳钢铸坯拉速至1.8 m/min;拉速由1.6提至1.8 m/min之后,炉均可减少浇铸时间2.5 min,连铸平均连浇炉数达到6炉以上。技术改进后,有效缩短了浇铸周期,提高了生产效率。     

连铸DYNACS动态二冷水模型

DYNACS动态二冷水模型是目前先进的动态二冷水模型,它通过过程数据的跟踪,铸流温度场的模拟及积分计算,动态调整二冷水量,达到最优的铸坯表面温度控制.     

扩大圆锭结晶器冷却水出口区

在过去的几年中,圆锭结晶器已有了几次改进。尽管这些改进主要限于结晶器,但却改善了整个铸造系统的效能。双排喷水孔可增大冷却水的喷射角和喷射速度,减少冲击铸锭后飞溅离开铸锭表面的水量。这些改进提高了二次水冷效果,允许在铸速相同的情况下采用更长的结晶器膛。由于这种结构的结晶器冷却效果提高,故在水温一定的条件下,可减少冷却水的用量。石墨环结构及其材质的改进使铸锭质量提高,结晶器维修工作量减少。这种双排射流     

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。     

电磁搅拌智能控制系统在连铸中的应用与实践

电磁搅拌技术是提高铸坯内部质量,扩大可浇品种的有效手段。为了解决3号板坯连铸机二冷区电磁搅拌改造前C级品率仅为45.48%、中心疏松比例为14.72%的质量问题,实施电磁搅拌智能控制系统,在拉速、中间包温度、钢种等工艺条件变化时利用电流实时波动形成振荡磁场,同时通过钢水纯净度、辊缝精度、窄温度窄成分控制等手段实现工艺的全面优化。研究结果表明,C级品率由原来的45.48%提升到100%,中心疏松比例由原来的14.72%降为0,钢板探伤合格率由95%提高到99.80%以上,达到装备轻压下铸机的铸坯质量控制水平。     

Simulation on solidification structure of 72A tire cord steel billet using CAFE method

The solidification microstructure has an important effect on the mechanical properties of castings.Therefore,an FE (Finite Element) CA (Cellular Automaton) coupling model was developed for the simulation of solidification structure during the continuous casting process of 72A tire cord steel.In the model,the effect of phase transformation (l→g→a) during solidification was considered based on a thermodynamic database.The effect of electromagnetic stirring (EMS) was determined by increasing both the thermal conductivity and crystal formation rate in the liquid phase.The results show that the cooling curves and solidification structure calculated by this model agree well with the experimental results.The optimum pouring temperature range for tire cord steel casting was also discussed based on the present model.By comprehensive consideration of billet quality and smooth production,the pouring temperature should be controlled at about 1,495℃ under the casting conditions of the local plant in this study.     

精冲钢连铸坯角部横裂纹产生原因及控制措施

为了研究精冲钢角部横裂纹形成原因并制定相应控制措施,通过数值模拟计算了二冷区连铸坯温度场分布,在此基础上采用Gleeble 3500热模拟机测定了试验钢种在连铸条件下的断面收缩率。使用金相显微镜、扫描电镜对角部横裂纹附近成分、微观组织以及钢中夹杂物进行观察分析。结果表明,连铸坯角部横裂纹形成是由于钢中大尺寸夹杂形成裂纹源,弯曲过程中连铸坯角部表面温度处于第Ⅲ脆性区710~765 ℃,裂纹进一步扩展形成角部横裂纹。针对裂纹产生原因提出延长软吹时间、控制过程温降、调整二冷水量等措施,有效降低连铸坯角部横裂纹产生概率。     

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。     

基于DSP低压铸造铝合金轮毂智能温度控制系统设计

为实现智能化控制铝合金轮毂在半固态凝固区间快速凝固，设计一款ARM+DSP控制系统，通过实时获取当前模具温度及充型速度，预判铸件温度情况，从而控制冷却系统。通过ARM设定温度及压力参数，DSP计算和处理压力和温度数据，并根据反馈的数据，控制冷却系统中水冷和风冷的开启和持续时间，实现对铸件温度的精准控制，使低压铸造的轮毂在固液相凝固温度区间快速顺序凝固，获得较好的表面质量和机械性能，从而实现对连续低压铸造铝合金轮毂生产的智能化控制。     

小方坯连铸机凝固传热软件的编制

应用数值传热学基本理论,分析了小方坯连铸机在结晶器和二次冷却区凝固传热的特点,并结合现场实际,使用Delphi开发工具编制了小方坯连铸机凝固传热软件。通过实际生产数据对软件进行校正,对铸坯进行了数值模拟计算,结果表明：当浇铸断面为165 mm×165 mm的铸坯时,拉速每增加0.1 m/min时,结晶器末端坯壳厚度减少0.5～0.8 mm,切割枪处表面中心温度升高12 ℃。