板坯连铸结晶器内坯壳厚度及枝晶间距

通过向结晶器添加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、凝固系数以及坏壳的凝固速度、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的分布较为合理。     

小方坯结晶器锥度优化

利用商业软件Thercast建立了描述水冷结晶器内钢液凝固传热和弹塑性变形的有限元模型,对凝固过程进行三维热力耦合求解。首先在坯壳表面施加热流密度,从而得到铸坯结晶器内凝固收缩量和坯壳温度分布,并分析钢水静压力的影响,提出结晶器锥度的设计原则,以确定合适的结晶器纵断面锥度。然后在结晶器铜管冷面施加水冷换热系数,并考虑保护渣和气隙对坯壳凝固的影响,研究坯壳在结晶器内的凝固过程,从而验证所提锥度的合理性。     

方坯结晶器角部钢液初始凝固行为及其影响因素的数值模拟分析

针对方坯结晶器内角部区域钢液的初始凝固行为,建立耦合方坯、保护渣和结晶器铜板的传热数学模型,研究结晶器圆角半径、角部铜板厚度及冷却水量对铸坯角部温度分布及凝固坯壳厚度的影响。结果表明,增大结晶器圆角半径、增加角部铜板厚度或降低结晶器内冷却水量,均可一定程度上改善初始凝固区域铸坯凝固坯壳厚度的周向均匀性,提升铸坯质量;其中,增大结晶器圆角半径的影响效果最为显著。     

CSP结晶器内钢液流动及凝固的数值模拟

应用数值模拟方法,建立CSP漏斗型结晶器内钢液流动及凝固传热耦合模型。针对结晶器内铸坯角部受到强冷的特点,对结晶器内热流密度采用修正方程进行计算,分析热流密度修正系数对铸坯凝固坯壳表面温度计算精度的影响。通过比较不同拉坯速率下结晶器内钢液凝固的特点,研究凝固坯壳对结晶器内钢液流动行为的影响。结果表明,采用热流密度修正系数后,铸坯凝固坯壳角部温度的计算值与实际情况更相符;提高拉坯速率可使铸坯凝固坯壳厚度减小;拉坯速率较大时凝固坯壳厚度随铸坯距弯月面距离的增大基本呈线性增长,拉坯速率为3m/min时,凝固坯壳在生长过程中厚度的增长有短暂的停滞现象;凝固坯壳对钢液流动的影响较大,主要是由钢液有效流动区域减少及两相区额外动量阻损造成的。     

结晶器冷却强度对铸坯初始凝固均匀性的影响

通过建立结晶器二维非稳态传热模型,在考虑气隙及角部圆弧对铸坯凝固过程影响的基础上,研究结晶器冷却强度对铸坯初始凝固均匀性影响的规律.结果表明,在结晶器内初始凝固区域,铸坯近角部的坯壳厚度小于角部和表面中心处的坯壳厚度;结晶器冷却强度降低,坯壳厚度变薄,但周向均匀性得到改善.     

沟槽内壁结晶器铸坯初期凝固过程

以初期凝固坯壳为研究对象,在结晶器内壁纵向划分沟槽,建立数学模型,计算划分沟槽与不划分沟槽结晶器内铸坯的温度场和应力场,研究沟槽内壁结晶器对铸坯初期凝固过程的影响。结果表明,沟槽内壁结晶器可显著改善铸坯传热,降低坯壳应力并使其均匀分布。     

方坯连铸机结晶器凝固传热的数学模型

研究和开发了方坯连铸机结晶器非稳态凝固传热的数学模型,预测铸坯温度分布和凝固状态,模型考虑了凝固时结晶器气隙的存在,使得传热不均匀,同时,采用等效比热法处理了凝固前沿产生的结晶潜热·以生产厂方坯为研究对象,得出了温度分布规律、凝固坯壳生成规律,分析了拉速对铸坯温度和坯壳厚度的影响·结果表明,经模型计算得出的温度、坯壳厚度值与现场测定的温度、拉漏数据基本相符·     

FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

建立FTSC薄板坯连铸结晶器内铸坯的凝固传热模型,对凝固传热方程进行了离散化,应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程。模拟结果与连铸实际过程基本一致为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。     

FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

建立FTSC薄板坯连铸结晶器内铸坯的凝固传热模型,对凝固传热方程进行了离散化,应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程.模拟结果与连铸实际过程基本一致为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据.     

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(2.4m·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.     

不锈钢板坯在结晶器中的凝固特性

通过拉漏坯壳厚度变化的实际测定结果,研究了板坯在结晶器中的凝固特性,提出了防止拉漏的措施。     

异钢种连浇过程中的交接部铸坯预测模型

为了提高异钢种连浇过程中交接部铸坯起始位置和长度判定的准确性，减少铸坯的切除量，以宝钢二号连铸机的板坯连铸为对象，对异钢种连浇过程进行了研究．通过水模实验测量了不同铸坯断面、拉速和中间包剩余钢水量等条件下沿铸坯长度方向的无量纲浓度曲线，在此基础上运用形函数插值的方法建立了异钢种连浇过程中铸坯成分及交接部铸坯长度和位置的预测模型．预测模型的计算结果与现场测试结果的对比表明，所建立预测模型精度较高，能够满足实际生产的需要．     

连铸坯质量判定模糊专家系统

鉴于连铸过程中存在众多不确定性,考虑某中厚板厂的实际生产状况与中厚板热送热装的控制要求,以表面纵裂为例,按照模糊专家系统的开发思路,建立起连铸坯纵裂知识库,开发推理机制.采用纵裂指数预测和神经网络预测相结合的方法对连铸坯质量进行离线判断、推理和决策,并给出相应的缺陷产生原因解释.采用VC++6.0软件建立人机界面,数据库采用Oracle,调试结果表明该系统可以达到较高的判定准确率(92.8%),为在线应用奠定了基础.     

连铸二冷节水增效多目标优化模型

在蚁群算法中采用节点选择优化策略,减少算法中的节点选择次数,并通过对筛选候选节点减少单个蚂蚁选择节点的计算量,提高蚁群算法的执行效率.在冶金准则、设备约束条件确定的板坯连铸优化模型中,加入节水模型、拉速优化模型,形成新的板坯连铸二次冷却多目标优化模型.并利用改进的蚁群算法对板坯连铸二次冷却进行优化,达到在保证连铸坯质量的前提下,提高生产效率、节约二冷用水的目的.     

计算机单目视觉检测连铸结晶器熔钢液面高度

研究了把计算机单目视觉应用于连铸结晶器熔钢液面高度检测的可行性,为此配置了系统硬件,开发出相应的应用软件,进行了冷态模态实验,结果证明此方法是可行的,在此基础上提出了一种响应时间短,、测量精度的高的连铸结晶器风液位测量方法。     

薄板坯连铸液芯铸轧过程铸坯的应力应变分析

采用三维弹塑性大变形热力耦合有限元法,模拟薄板坯连铸液芯铸轧过程中的铸坯变形,并研究液芯铸轧时坯亮中应力应变场。分析影响坯壳中应力应变场的主要因素的基础上,给出压下率和坯壳厚度对应力应变场的影响规律。     

连铸结晶器内钢液凝固热传导有限元方法

连铸结晶器内钢液的传热可视为一个稳态过程,可用依赖于拉坯速度的三维稳态热传导方程描述.本文针对该稳态模型,采用Galerkin加权余量法推导考虑第一类边界条件、第二类边界条件和第三类边界条件的有限元方程,得到非对称的系统方程.编制了相应的有限元程序,并用此程序计算分析一个Q235小方坯连铸实例,得到铸坯的温度场.本文给出的有限元方法对连续铸造中铸坯形成过程的热力耦合问题的深入研究具有重要意义.     

压力下真空密封铸造工艺研究

提出了一种新的铸造工艺压力下真空密封铸造,用这种工艺铸造出了薄壁、高精度、表面光洁的黑色金属铸件·试验表明,压力下真空密封铸造的铸型有很高的抗压强度,比高压造型铸型、V法铸型的抗压强度高3～4倍,可达650kPa以上;充型过程中压力下真空密封铸型的型腔内形成了较大的负压,在负压的抽吸作用下金属液有很强的充型能力·     

连铸结晶器内传热状态奇异摄动分析及其数值解法

用奇异摄动方法对连铸结晶器内传热状态进行理论分析,并且结合移动网格法构造 了一种奇异摄动数值方法进行了相应的计算。与实验结果比较,两者相符甚好,为结晶过程的分析及参数控制提供了一个理论依据。