锭模倒角对17CrNiMo6钢锭皮下夹渣的影响

大钢锭铸造过程中产生皮下夹渣缺陷的主要因素有热流分布、温度梯度、锭模初始温度和卷渣量等,其中锭模与底盘处的倒角大小是影响热流分布及钢液初期翻滚程度的重要因素。针对某钢厂6.8 t 17CrNiMo6钢锭尾皮下夹渣质量问题,利用ProCAST软件对不同倒角的锭型在凝固过程中温度场和流场的变化规律进行数值模拟,分析影响钢锭质量的因素,对钢锭中可能存在的缺陷及位置进行了预测和验证,并提出了悬挂保护渣和增大倒角的工艺改进方案。研究表明:钢锭倒角处底部优先于钢锭侧壁凝固,其中R=150 mm比R=100 mm晚200 s左右凝固。提高锭模温度到600℃可使钢锭坯壳凝固时间推迟500 s;锭模与底盘处采用倒角连接可减少皮下夹渣,当倒角R=150 mm时,皮下夹杂缺陷率可降低到1.423%。     

空心钢锭锭型结构对空心钢锭凝固过程的影响

对空心钢锭凝固过程的温度场进行了有限元分析 ,对不同锭型结构的芯部换热系数、耐火材料厚度对最终凝固位置、内筒壁最高温度及缩孔疏松的影响进行了对比 ,并讨论了耐火材料典型部位的温度随凝固时间的变化     

锭重兼容式锭型设计对钢锭凝固质量影响的模拟

阐述了39~45t锭重兼容式锭型的设计思想,利用AnyCasting软件对其凝固过程及凝固质量进行了数值模拟研究。主要分析了搭配锭模垫圈致使锭型参数变化对钢锭凝固过程中温度场分布和凝固缺陷的影响。结果表明,39~45t锭重兼容式锭型允许的锭型参数变化不会明显改变钢锭凝固质量,其冒容比(14.52%)维持不变、细长比由1.437增至1.737、锥度由4.89%降低至4.01%,不会改变钢锭的凝固顺序。锭重的变化对钢锭中的C元素偏析分布的作用不明显;同时,随着锭重的增加,一次缩孔深度缩短,而缩松缺陷仍存在且位置下移。     

结晶器固态渣膜形成过程及传热研究

通过自制的模拟铜结晶器实验装置,模拟结晶器固态渣膜的形成过程,研究无氟渣膜形成过程中渣膜状态及热流密度的变化,并利用扫描电镜、X射线衍射仪研究了渣膜的微观结构及结晶矿物。结果表明,随着模拟铜结晶器实验装置浸入渣液时间的延长,结晶器壁渣膜呈逐渐增厚的趋势,晶体质渣膜的成长速度比玻璃质渣膜要快得多,且固态渣膜形成过程中结晶矿物种类不变;穿过固态渣膜的热流密度呈下降趋势,尤其在浸入渣液25 s内,热流密度的下降趋势更为显著;渣膜传热是固态渣膜中的气孔、结晶率和渣膜厚度三方面因素综合作用的结果。     

保护渣固态渣膜传导及辐射耦合传热特性研究

保护渣固态渣膜传热特性包括传导传热和辐射传热两种,固态渣膜传热特性会对铸坯表面质量产生重要影响。提出了一种能够描述多层介质中多次反射的数学模型并计算了通过渣膜的辐射传热量。基于能量守恒方程建立了一维稳态下的传导与辐射的耦合传热模型。根据计算所得的温度分布及辐射传热量讨论了影响保护渣综合传热的因素。计算结果表明：（1）通过固态渣膜的辐射传热量随着[T2/(1-R)]的增加而逐渐增加;（2）固态渣膜反射率一定时,固态渣膜的吸收率越大,渣膜温度随距离的变化偏离线性关系越明显,靠近结晶器侧渣膜的温度随着固态渣膜反射率的增加而降低;（3）通过渣膜的辐射传热量在综合传热中所占的比例在10%～50%之间。由于辐射传热量降低的同时传导传热量在综合传热中所占的比例可能会升高,因此改变固态渣膜的光学性质并不一定能降低通过渣膜的综合传热量。     

锭模斜度及浇注工艺对钢锭质量影响的数值模拟研究

采用THERCAST模拟软件,模拟35 t钢锭的浇注和凝固过程,分析钢锭内部缺陷形成的原因。模拟计算锭模斜度、浇注温度和浇注速度对缺陷分布的影响,得出材料为30Cr Ni Mo8的35 t钢锭最佳浇注工艺方案。     

冶炼方式和锭型参数对大钢锭冶金质量的影响

生产实践表明,采用真空碳脱氧和铝脱氧冶炼方式能明显减少硅酸盐夹杂。小高径比、大锥度的锭型也能有效避免缩孔类缺陷进入锭身。     

钢锭与锭模在钢锭凝固过程中应力分析的研究

本文用独立开发的温度场与应力场分析有限元系统研究了钢锭及锭模在钢锭凝固过程的瞬态应力场，并基于本文数值分析结论研究了该应力场的形成机制     

稳态导热下连铸保护渣固态渣膜有效导热系数的研究

现有关于连铸保护渣导热系数的测量方法主要有瞬时热线法和激光脉冲法两种,而实际连铸生产过程中既有传导传热也有辐射传热,导热系数无法评价坯壳向结晶器的综合传热,需要用有效导热系数来计算通过渣膜的综合传热。通过热流模拟仪及激光共聚焦显微镜对固态渣膜的有效导热系数进行了研究。结果表明:随着碱度从1.1增加到1.4,连铸保护渣的结晶性能增强,固态渣膜表面粗糙度逐渐增大,拟合得到的有效导热系数从1.20 W/(m·K)增大到2.46W/(m·K)。     

锭模结构及浇注工艺对钢锭内部缩松的影响

本文利用清华大学开发的MISP软件,通过对10t和12t钢锭的计算,研究了锭模结构及浇注工艺对钢锭内部缩松的影响,得出了一些有益的结论。     

钢渣对铸钢锭坯产生翻皮缺陷的影响

对生产中造成钢坯翻皮缺陷突然增加的主要原因——钢渣进行了分析研究。用X射线荧光分析测定钢渣化学成分,用SSZ振摆式筛砂机测试钢渣的粒度。同时检查了钢渣的配比,并对检查结果进行了分析。结果表明;减少钢渣中Fe2O3的含量,使钢渣的粒度0．186mm大于90％,采用干燥的钢渣能有效地减少钢锭翻皮缺陷的产生。     

电渣熔铸渣池深度对钢锭等效应力场影响的模拟

针对电渣熔铸钢锭各部位温差大,易产生热应力及测量困难的特点,采用大型有限元分析软件ANSYS,对电渣熔铸过程中不同渣池深度时的钢锭等效应力场进行了模拟研究,得出钢锭最大等效应力与渣池深度之间存在二次函数关系。模拟结果与实际相吻合,运用此模型可预报钢锭应力场状况,对实际生产提供参考。     

结晶器旋转对电渣钢锭中氧化铝夹杂的影响

设计了结晶器可旋转的电渣炉,并研究了不同的结晶器旋转速度对电渣钢锭中氧化铝夹杂物去除的能力。结果表明,当结晶器旋转速度为0~28 r/min时,随着结晶器旋转速率的增加,电渣钢锭中的氧化铝夹杂尺寸逐渐变小。其主要原因是结晶器的旋转促进了金属液滴尺寸的细化,扩大了金属液滴与渣池的接触面积,改善了渣-钢反应的动力学条件;同时渣池的运动也会带动金属液滴在渣池的运动,使金属液滴在渣池中运动路线更长,停留时间更长,能充分与熔渣反应,动力学条件更好。但是当结晶器旋转速度进一步增加至35 r/min,夹杂物的尺寸反而进一步增加,主要原因是过高的运动速度导致金属液滴及金属熔池的激烈运动,反而将熔渣带入钢液中,降低电渣重熔的精炼能力。     

压钳口工序对钢锭冒口端缺陷位置的影响

以宽厚板轧机支承辊锻造用大型钢锭为研究对象,通过模拟软件中网格技术和COGGING模块的运用,预测钢锭原始冒口端缺陷在压钳口锻造过程中位置及形状的变化。并分析压下量、翻转角度等工艺参数对缺陷的影响,从而对原有压钳口工艺提出改进与优化。     

电渣熔铸钢锭应力场的模拟研究

针对电渣熔铸钢锭各部位温差大、易产生热应力及测量困难的特点，采用大型有限元分析软件ANSYS对电渣熔铸过程中钢锭温度场和应力场进行了模拟研究，模拟结果与实际相吻合，并以此研究了钢锭的温度场及应力场分布，为电渣熔铸的实际生产提供了科学依据。     

电渣熔铸钢锭应力场的模拟研究

针对电渣熔铸钢锭各部位温差大,易产生热应力及测量困难的特点,采用大型有限元分析软件ANSYS对电渣熔铸过程中不同冷却水流量时的钢锭应力场进行了模拟研究。结果表明,随着冷却水流量增加,钢锭底部最大等效应力和轴向应力均增大。模拟结果与实际相吻合,运用此模型可预测钢锭应力场状况,指导实际生产。     

钢锭模棱数对典型钢锭凝固过程的影响研究

使用铸造模拟软件ProCAST系统地研究了钢锭模棱数对典型钢锭凝固过程的影响,具体包括完全凝固时间、凝固顺序、缩孔缩松、应力变化。结果表明:钢锭模棱数对钢锭的传热影响不显著;钢锭模重复使用过程中,压应力与拉应力的反复循环作用导致产生裂纹的机率增加;钢锭模凸面处先于凹面处开裂。     

含钒尾渣综合利用研究

攀宏钒制品厂生产过程中产生的尾渣，含有较高的钒、铬、铁等金属元素，历年来全部用于对外销售，市场供大于求的矛盾日益突出，经常出现尾渣堵库现象，严重威胁正常生产。为此，公司针对性的提出了含钒尾渣返厂循环利用和市场销售相结合的“两条腿走路”方针，同时回收尾渣中的钒、铬、铁等金属元素，通过加工增值，实现经济效益最大化。     

磁控电渣重熔对LD冷作模具钢电渣锭组织及性能的影响

研究了横向稳恒磁场对磁控电渣重熔LD冷作模具钢微观组织和力学性能的影响,分析了电渣锭的碳化物微观形貌、冲击韧性和维氏硬度的变化。研究结果表明:在电渣重熔过程中施加横向稳恒磁场能够有效地细化电渣锭凝固组织,减小碳化物的尺寸以及提升电渣锭的维氏硬度,从而提升电渣产品的质量。