邯钢CSP连铸机浸入式水口的优化及改进

针对CSP连铸机浸入式水口穿孔及侵蚀较快等现象,邯钢连铸连轧厂从水口材质、制造工艺、分离环形状等多方面进行改进;同时为了进一步提高连铸机拉速,在数学模拟的基础上,优化了浸入式水口的形状,使结晶器内流场更趋合理,大大提高了浸入式水口的使用寿命,促进了CSP连铸机拉速及铸坯质量的提高。     

板坯结晶器流场水模拟实验研究

利用水力学模拟的方法，研究安钢现用浸入式水口结构对结晶器流场的影响，通过液面波动、流股的冲击深度及卷渣实验，找出产生质量缺陷的原因，为进一步优化水口提出初步意见。     

结晶器浸入式水口快换装置在连铸生产中的应用

浇注铁素体不锈钢板坯时，对浸入式水口的渣线和侧孔的侵蚀非常大。如果采用结晶器浸人式水口快换装置，可以提高生产效率及经济效益。     

不同宽度板坯结晶器浸入式水口优化的水模研究

采用1:2比例水模型进行物理模拟实验,研究了230mm×(1030,1270,1520,1650)mm宽度的板坯连铸结晶器的流场,优化浸入式水口结构。结果表明,在钢通量一定的情况下,随着结晶器断面宽度的不断增大,同一水口的流股冲击深度增大,整个液面活跃程度逐渐降低,导致液面偏死。可以通过改变水口的比面积,侧孔倾角,高宽比等水口结构参数来适应不同宽度的板坯结晶器连铸工艺要求。     

超低头板坯连铸机浸入式水口研究

根据水模试验的结果,对水口类型进行研究、改进。经生产结果表明,新型水口对连铸生产非常有效。     

大方坯用四孔浸入式水口操作参数的优化

以现场大方坯连铸机结晶器为原型,采用1:1的比例建立起一套水模型研究系统,并结合数值模拟,进行了水模拟的实验研究与分析,得出了四孔浸入式水口的最优操作参数.     

邯钢板坯连铸机结晶器流场优化研究

以邯钢第三炼钢厂2号板坯连铸结晶器为原型,通过水模拟实验,研究了浸入式水口底部形状、出口倾角、出口面积,以及水口插入深度等对结晶器流场的影响,确定了适宜的水口结构参数。现场生产实践表明,采用优化后的浸入式水口,能有效地改善结晶器流场,减少漏钢事故。     

宽板坯浸入式水口优化的物理模拟

通过水模型研究方法,对某钢厂200mm×1800mm连铸机结晶器内流体的流动行为进行了研究,在此基础上对水口的结构参数和工艺参数进行了优化。研究结果表明：①拉坯速度、水口底部形式、水口出口形状、出口角度、出口面积比以及浸入深度等参数对结晶器内流场有重要影响,在对其进行优化研究时应综合考虑;②在试验条件下,结晶器优选出的新型浸入式水口的最佳结构参数为：水口倾角15°,出口面积比2.0,出口形状为跑道形,底部形状为平底,结合现场生产实际建议浸入深度为125mm,拉速为1.45m/min。     

薄板坯连铸机浸入式水口的应用技术

介绍邯钢薄板坯连铸机浸入式水口的使用情况，并对使用过程中出现的问题进行探讨。     

中薄板坯连铸结晶器浸入式水口的优化设计

应用数值模拟软件对唐钢中薄板坯连铸结晶器及浸入式水口内的钢水流场、温度场进行数值模拟,分析了水口结构、拉速、浸入深度和铸坯断面对流场和温度场的影响,在此基础上确定了水口的最佳结构和浸入深度,并在生产中进行了验证,不但提高了铸坯质量和产量且稳定了连铸生产。     

浸入式水口堵塞机理

本文分析了连铸浸入式水口堵塞的机理。浸入式水口堵塞现象可分为三步：夹杂物形成，夹杂物传递到水口壁，夹杂物粘附到水口壁上。分析了第一步对水口堵塞的影响。     

水口浸入深度对CSP结晶器内流场的影响

为了解决高拉速生产条件下CSP板坯表面质量问题,利用数值计算软件FLUENT针对某厂CSP连铸机水口插入深度对结晶器流场及液面波动的影响进行了数值模拟研究。研究结果表明,不同的水口浸入深度结晶器内流场基本相同,增加水口浸入深度对结晶器流场影响不明显,水口浸入深度的大小直接决定了从水口流出的流股撞击结晶器窄面位置的高低,同时得出,当水口浸入深度从300、340增大到380 mm时,液面处最大流速分别为0.180、0.160和0.127 m/s;增大水口浸入深度,结晶器上回流对结晶器液面的扰动将减弱,对应的卷渣次数减少。     

大方坯连铸结晶器水口优化模拟探究

为了研究不同浸入式水口类型对结晶器内流场流动的影响,以结晶器水口优化为出发点,利用物理模拟和数值模拟两种手段对断面280 mm×380 mm大方坯结晶器不同水口开展优化研究。本研究首先构建了一个1∶1结晶器水模拟试验装置,实现不同浸入式水口下的连铸流动模拟,利用PIV测量了不同水口下的结晶器截面流场,然后利用Fluent软件进一步研究了浸入式水口开孔角度、开孔数目、安装角度等参数变化对结晶器内流场以及液面波动的影响。物理模拟和数值模拟研究表明,开孔角度向上时,波动范围大于5 mm;开孔角度水平时,对窄面冲击速度过大,达到0.35 m/s;较双孔水口,四孔水口液面速度为0.22 m/s,小于卷渣临界速度值;水口安装角度改为对角线时,强化了内流场角部流动,整个流场流动更加稳定。     

304不锈钢板坯浸入式水口形状对铸坯凝固组织的影响

研究运用冷酸蚀低倍检验的方法对304不锈钢180 mm×1 240 mm连铸板坯进行低倍检验,分析研究了连铸坯内部缺陷以及凝固组织信息。通过数值模拟和物理模拟研究了连铸结晶器以及浸入式水口的内部流场特征,并研究了不同形状的浸入式水口对连铸坯凝固组织的影响,在此基础上对原型浸入式水口进行优化,提出优化水口。结果表明：原型浸入式水口出钢口钢液发生严重的非稳态旋转,结晶器内部流场不对称,连铸坯组织柱状晶倾斜严重;最优化水口结构维持原水口凹形底部结构,但水口出口形状改为矩形,向上倾角为5°。     

内熔体浇口位置对7075／6009合金铸锭成分和内层组织的影响

为了控制梯度复合铸锭横截面上的内层组织分布,通过改变内熔体浇口在结晶器中心线上的不同位置,采用双流浇注半连续铸造技术制备内层合金宽度不同的7075/6009梯度复合铸锭,分析不同内层合金宽度的铸锭横截面上的宏观组织、硬度分布及其微观组织的二次枝晶间距,探讨内熔体浇口位置对双流浇注半连续铸造技术的内熔体形成液穴的影响.结果表明:随着内熔体浇口探入结晶器深度的加大,铸锭横截面的内层合金组织的宽度逐渐加大,洛氏硬度始降点逐渐外移,铸锭横截面的Zn含量始降点也逐渐外移,半径为10 mm处的二次枝晶间距逐渐缩小.     

薄板坯连铸浸入式水口烘烤的温度场分析

介绍了浸入式水口的两种烘拷方式,即煤气燃烧方式和抽风式,经理论分析和使用认为抽风式是比较有效的烘烤方式,并结合唐钢薄板坯连铸浸入式水口的烘烤状况,从烘烤炉的大小、开始抽风的时间和流量等方面对浸入式水口烘烤温度的影响因素进行了分析.     

浸入式水口结瘤成因分析与防止对策

浸入式水口结瘤是常见的质量事故,它的形成主要是以Al2O3为主体的夹杂物堵塞水口的结果,受多种因素的综合影响.对水口结瘤的形成原因进行分析,并提出具体的防止措施.     

水口结构对板坯结晶器液面流动行为的影响

针对不锈钢板坯轧材经常出现的夹渣和表面翘皮现象,以实际生产条件为背景,对其连铸结晶器内钢液流动行为与水口工艺的相关性进行了试验研究。基于相似原理建立了相似比0.65∶1的物理模型,对不同浸入式水口结构和浇注工艺参数下的结晶器液面状态进行了流体动力学行为评价与比较优化。其中,主要研究了拉速、浸入深度、水口倾孔倾角(4°、8°、15°)、侧孔形状(矩形、倒梯形)等对结晶器内液面波动和表面流速的影响。结果表明,连铸拉速和水口浸入深度对液面波动的影响比水口结构显著;水口上倾角由4°增大到8°、15°,结晶器表面流速有减小趋势,但因流股冲击深度减小,导致在结晶器弯月面处的波高增大。综合表明,针对实际连铸拉速1.10 m/min的需要,其适宜的水口结构为倒梯形水口侧孔、上倾8°,其在水口浸入深度110~120 mm范围内,液面平均波高为1.1~1.2 mm,平均表面流速约为0.103 m/s。同时用数值模拟方法比较了优化方案和原方案,同样表明优化方案液面较平稳,剪切卷渣概率较低。     

塞棒抖动对浸入式水口流场的影响

连铸浇铸过程中采用塞棒控流,存在塞棒抖动影响浸入式水口流场的问题。利用水模拟的方法,研究塞棒开启高度、浸入式水口插入结晶器深度对浸入式水口内流场的影响。实验结果表明：塞棒开启高度为5、10 mm时,浸入式水口内流速分布不均匀,受塞棒抖动影响较大;塞棒开启高度为15、20 mm时,浸入式水口内流速分布比较均匀,受塞棒抖动影响较小;浸入式水口插入结晶器深度为100、150 mm时,浸入式水口内流速分布不均匀,受塞棒抖动影响较大;插入深度200、250 mm时,流速分布比较均匀,受塞棒抖动影响较小;塞棒开启高度越高、水口插入结晶器深度越大,水口流速越均匀,受塞棒抖动影响越小。均匀稳定的水口流场有利于减少水口结瘤和塞棒侵蚀。