小方坯连铸坯壳凝固行为的研究

通过分析、测定拉漏坯壳和大生产中铸坯的情况,计算出连铸小方坯凝固坯壳的厚度及凝固系数,揭示了165mm×165mm小方坯连铸坯壳的生长规律和不均匀性,指出坯壳生长的不均匀性是造成连铸小方坯变形和角裂漏钢的前提条件,并为评价二冷系统的冷却能力、制定合理的二冷配水制度和高拉速条件下的工艺参数提供了重要依据。     

凝固坯壳对高拉速板坯连铸结晶器液面特征的影响

采用1：1的水模型研究了高拉速条件下凝固坯壳对结晶器内的流场与液面特征的影响.结果表明：考虑凝固坯壳时结晶器内的流场出现了轻微的不对称现象,在高拉速条件下（2.4 m·min^-1）,有坯壳时结晶器液面最大平均波高与表面流速比没有坯壳时分别大31%和35%.对比有/无坯壳条件下自由液面形状可知：考虑凝固坯壳之后的液面变形程度比没有考虑时更大,更易导致卷渣的发生.液面波动的功傅里叶变换分析表明：考虑坯壳之后结晶器液面的高频率波动的振幅大于无坯壳的情形,所以考虑坯壳之后由于结晶器下部内腔变小,更多的流股能量集中在上回流区,使得上回流的湍流程度比无坯壳时要大,进而导致了液面波动与表面流速的增大.因此,为了缩小与实际连铸过程的差别,在高拉速的物理模拟中有必要考虑凝固坯壳的影响.     

由结晶器中不稳定的钢液流引起的铸坯凝固坯壳上气泡的积留

对连铸结晶器中熔融钢液的流动以及凝固坯壳内表面积留的夹杂物和气泡进行了研究以弄清钢产品中内部缺陷的形成机制。钢板上的缺陷是由浇铸过程中在凝固坯壳上积留的气泡和夹杂物引起的。我们发现因为存在着一个不平衡的、随时间变化的钢液流，所以气泡进入铸坯很深。这种现象可以由大涡流模拟模型来解释，该模型可以预测随时间变化的钢液流。随着气泡直径和气泡积留位置到顶部自由表面距离的增加，夹杂物的数量也随之增加。这表明气泡在连铸机内的钢液中行进的时候汇集了夹杂物。在此提出了一个简单的数学模型来解释夹杂物附着到气泡上的机理。     

水口类型对大方坯结晶器内钢水流动与凝固行为的影响

采用数值计算方法对比研究了直通式、4分径向以及新型4分切向水口对大方坯连铸结晶器内钢水流动与凝固行为的影响.结果表明,当前常用的直通式水口对坯壳无冲击,利于坯壳均匀生长,但钢水冲击深度大,易在弯月面处形成死区,不利于大方坯内部及表面质量的提高;改用4分水口浇铸时,结晶器宽、窄面冲击区附近都会出现不同程度的坯壳厚度零增长...     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座

连铸结晶器中钢液的流动方式对去除钢水中的夹杂物，防止卷渣和铸流冲刷凝固层十分重要，介绍了板坯连铸结晶器中的钢液流动和水口出口倾角，水口浸入深度及浇铸速度等参数对流动行为的影响，同时概括了小方坯弧形结晶器中钢液流动特点。     

板坯连铸结晶器内坯壳厚度及枝晶间距

通过向结晶器内添加FeS测定了正常工况下结晶器内坯壳的厚度分布.由测得的坯壳厚度分布,分析了结晶器内弯月面参数、凝固系数以及坯壳的凝固速度、温度梯度和冷却速度.结果表明,用结晶器内钢水添加硫方法确定的坯壳厚度分布较为合理.     

板坯连铸结晶器内坯壳断裂机理及裂纹扩展特征研究

从力学角度对铸坯表面纵裂纹的形成机理进行了探讨,结合首钢京唐联合有限责任公司板坯连铸的生产实践,分析了结晶器热像图在预测及控制板坯裂纹中的应用效果。通过对现场漏钢数据的分析阐明了裂纹的扩展机理,并且在结晶器内出现裂纹时,热像图上都可以看到小幅的温降现象;简要阐述了纵裂纹的出现总是伴随着纵向凹陷现象。     

连铸结晶器内钢液凝固行为的计算机仿真

用计算机仿真的方法研究结晶器内钢液流动与传热，从而了解钢液的凝固行为。同时利用有效热容的概念来处理相变潜热源项，在程序编制过程中利用动态更新来实现凝固对物理量的影响。模型求解得到的凝固壳厚度与漏钢测试结果吻合，说明所采用的方法正确、实用。研究了拉速、水口插入深度、水口角度等因素对凝固壳厚度分析的影响。     

板坯连铸结晶器内坯壳凝固收缩的数值模拟

利用ANSYS商业有限元软件,建立了板坯连铸结晶器二维凝固传热数学模型。采用传热和应力、应变直接耦合的方法,对结晶器内钢液在浇铸过程中的凝固传热进行了数值模拟分析,并对同一拉速下的3个典型钢种和同一钢种在不同拉速下的铸坯窄面温度分布和收缩量进行了讨论。结果表明:在结晶器出口处,3个钢种板坯窄面中心温度高低顺序为:X70SS400/D36;3个钢种板坯窄面中心收缩量大小顺序均为:X70D36SS400;同一钢种的拉速增加0.1m/min,铸坯窄面中心温度升高23.75℃。     

连铸粘结漏钢的结晶器温度变化及其传播行为

以国内某钢厂板坯连铸粘结漏钢的实测样本为基础,重点调查了铸坯粘结时结晶器热电偶温度变化,分析了粘结传播行为,讨论了现行热电偶布置合理性和漏钢预报模型的设计.研究结果表明:粘结时单个热电偶温度在时间上表现先升后降变化规律,且具有一定温度变化速率和持续时间,多行多列相邻热电偶温度变化在空间上表现粘结传播的"时滞性",具有典型性,同列热电偶温度变化表现"温度倒置"现象,但不具典型性;粘结纵向传播速度小于拉速,与拉速呈线性正相关,横向传播速度与拉速比为 0.91 ~ 1.91,存在较大不稳定性;从纵横向检测快慢和稳定性综合考虑,以纵向检测为主、横向检测为辅设计漏钢预报模型更为合适;现行热电偶布置较为合理.     

Water model study on fluid flow in slab continuous casting mould with solidified shell

Abstract

A water modelling experiment was conducted to study the fluid flow in a continuous slab casting mould with solidified shell. The level fluctuation, residence time distribution and velocity of free surface have been varied in the water model to study the differences of flow behaviour between the mould with a shell and without a shell. The results show that the mould with a solidified shell has higher level fluctuations, higher surface velocities and worse liquid slag distribution. The tapering of the shell in the mould enabled downward flow to facilitate more fluid being ‘pushed’ into the upper recirculation zone, yielding higher velocities and greater turbulence at the top surface. With the consideration of the solidified shell, the fluid flow in the mould is more representative of real casters, and the physical modelling results will be more accurate and reliable. It may cause unrealistic lower surface level fluctuations and surface velocities in the water model when the solidified shell is neglected in the mould.     

板坯连铸结晶器内钢液流动的数值模拟

利用Fluent软件对1650mm×220mm板坯结晶器建立了三维稳态数学模型,对三种方案条件下结晶器内钢液流动进行模拟.结果表明,结晶器的宽度对结晶器表面速度分布影响显著,随着结晶器宽度的增加,结晶器表面的速度分布越来越不均匀.表面的最大速度受到多种参数的影响,包括浸入式水口入口钢液的速度、水口出口角度和水口浸入深度等,其中入口钢液的速度影响最为显著.最优方案为：铸坯宽度1100mm,底部结构为山形和出口角度向下30°的水口,水口浸入深度120mm,流量为11.6m³·h^-1,入口速度为0.8384m·s^-1.     

结晶器振动双机互备份控制系统

介绍连铸生产中结晶器振动控制系统的组成原理，提出双机互备份并行工作方案，以确保连铸核心装置部分的连续性与稳定性。实际运行表明，该系统工作稳定，有效地提高了连铸生产的可靠性。     

Recovery mechanism of the sticking-type breakout during continuous casting of steel

Sticking-type breakout is one of key factors which restrict the development of high-speed or wide-heavy plate continuous casting technology. In order to better heal and control the sticking-type breakout, this paper presents a comprehensive study for its recovery mechanism. First, according to force characteristics of solidified shell at mold exit, calculation method of safe shell thickness is proposed. Then, considering sticker propagation behaviour and safe shell thickness, a more practical recovery model of sticking-type breakout is established and verified by actual examples. The result shows the proposed recovery strategies avoid casting speed to be decreased too low or cast stop, thus save unnecessary operating time, and are better than original strategies. Furthermore, influencing factors of recovery behaviour are analyzed. The result shows hot spot location, operating casting speed, and mold oscillation frequency have a significant effect on minimum speed for the recovery and oscillation stoke has little influence on it.     

凝固坯壳对高拉速板坯连铸结晶器钢水流动特征的影响

 采用全比例的水力学模型,利用刺激-响应法、波高传感器、流速仪研究了考虑凝固坯壳时高拉速板坯连铸结晶器内的钢水流动、液面特征与卷渣特征。结果表明：考虑凝固坯壳后钢液到达液面的时间缩短;在高拉速条件下(2.4 m/min), 有坯壳时结晶器液面最大平均波高与表面流速比没有坯壳时分别大31 % 和17.5 %,使卷渣更容易发生。其主要原因在于考虑坯壳后结晶器下部钢液的自由流动空间变小,下回流的钢液流动受到抑制,上回流的能量变大。所以在高拉速结晶器水模拟试验过程中,有必要考虑凝固坯壳的影响。     

减少小方坯连铸漏钢的实践

针对抚顺新钢铁有限责任公司炼钢厂小方坯连铸漏钢事故频发的情况,从钢水浇铸条件、工艺操作和环境因素等方面,分析了造成钢水溢漏率高的原因,通过完善结晶器水冷制度,降低中间包钢水过热度,严格规范保护渣操作,进行射钉试验测定坯壳厚度等,使方坯溢漏率明显下降,平均溢漏率降至0.03%。     

酒钢板坯连铸漏钢成因分析及预防措施

对于酒钢4号、5号板坯连铸机的主要产品Q235及低合金钢的生产,近几年由于操作、设备等因素造成较高的漏钢率,给生产和设备造成极大危害.分析了漏钢的原因,在无漏钢预警系统的前提下制定了针对粘结漏钢与裂纹漏钢的预防措施,使板坯漏钢率显著下降.     

宝钢板坯连铸漏钢预报系统（BBPS）的开发与应用

漏钢预报是连铸的一顶重要技术,文中重要介绍了宝钢开发的漏钢预报系统BBPS,该系统从1999年9月投入现场应用以来,操作性能和各项技术指标双原引进日本的漏钢预报装置有较大的提高,在提高连铸机的产能、改善铸坯质量、减少漏钢事故等方面发挥了重要作用,该技术已完全取代了原来引进日本的技术。