扁锭凝固和冷却过程的计算

与方型断面钢锭一样,扁锭的传搁时间表也可以用计算方法制定,但基本方程要用二维导热方程,故计算量较一维显著增多。 文中介绍了计算用基本方程和置换为显式差分格式的各差分方程,举例说明计算步骤及所得数据的实用价值。计算结果可以用来制定钢锭传搁时间表,确定钢锭凝固率,凝固层厚度以及钢锭含有的凝固潜热量,确定装炉热锭载热情况,并在此基础上制定扁锭的合理加热制度和加热时间等。计算还可用于均热炉计算机控制扁锭冷却数学模型的离线解析计算。 方锭是扁锭的一个特例,因此,扁锭计算完全适用于方锭。     

钢锭凝固和冷却过程的计算

装炉的热锭温度值是均热炉热工技术和管理工作的重要数据,现场普遍用传搁时间表反映热锭温度,传擱时间表通过实测制定,但实测工作量大,并且不易测准。由于钢锭凝固和冷却过程复杂,很难用分析解法进行理论计算。将传热基本方程置换为差分方程可以用计算机进行理论计算,计算结果与实测数据规律一致,说明计算可用于生产。计算还可用于均热炉计算机控制冷却数学模型的离线解析计算。     

“ZF法”与液芯加热和轧制

本文是在“ZF法”试验取得成功的基础上,进一步进行的液芯加热和液芯轧制试验研究。文中对比了几种保持钢锭液芯率的方法,指出了“ZF法”的有利条件及其钢锭温度特征。通过现场实际测温及大生产统计数据,得出了“ZF法”锭的实际节能效果。文中还介绍了在实验室用双金属模拟钢锭液芯轧制的结果,得出在现场条件下可轧液芯率≤8％。通过钢锭倾倒法,钢锭直接测温法和冷态模拟法的综合结果,得出ZF6.67吨沸腾钢锭的模内全凝时间为130分钟左右。并根据现厂实际条件制订了该锭型的新加热制度,从而使钢锭平均装炉温度达到了1006℃,液芯加热率达到88.2％,均热炉生产能力提高42.8％,烧损降低0.7％、燃料消耗降低46％。     

液芯钢锭热状态计算的数值分析

液芯钢锭的加热和轧制可大幅度地改善均热炉的技术经济指标,对节约能耗有极为显著的效果。通过模拟实验得知,钢锭液芯率控制在6％左右可以实现液芯轧制。通过理论计算得出不同模内、模外时间条件下沸腾钢锭的平均温度、凝固层厚度、液芯率、热含量以及达到出轧标准所应补充的热量等有关热状态参数,在此基础上找出实现液芯轧制所应遵守的条件,如传搁时间、在炉时间、最高炉温、热负荷等的定量关系,并提出最佳传搁时间的看法。经过现场实验的验证,上述分析是正确可信的。     

液芯轧制

本文研究了液芯轧制时三维空间中金属流动,着重地研究了液芯率对轧制的影响。 试验指出,液芯率≤6％的钢锭是可进行正常轧制的。液芯轧制与普通轧制比较,节省燃料80％,均热炉生产能力提高30％以上,减少燃损0.5％。 这项研究成果已用于初轧生产。     

钢锭全凝时间和液芯率变化的电算

本文建立三维传热数学模型,编制了通用程序,由电子计算机求出ZZ7.2吨镇静钢锭在模内和不同时间脱模后入均热炉中温度场和液芯率随时间变化的关系。采用16公斤钢锭连续测温来验证数模,其结果与计算结果吻合,说明该数学模型可行。     

前言

钢锭的液芯加热和液芯轧制新技术,是国内外普遍重视的研究课题,具有显著节约加热、轧制能耗,减少烧损、提高初轧成坯率,提高均热炉生产能力的效果。特别是冷封顶镇静钢锭液芯轧制,是八十年代的新技术,为此,冶金工业部列为重点科研项目,由鞍山钢铁     

扁锭的液芯加热和液芯轧制

建立了反映扁锭特点的钢锭冷却和加热过程的二维数学模型。用该模型对本钢10.866吨扁锭的浇后冷却过程以及在单侧上烧嘴式均热炉内的加热过程进行了计算,由计算得出扁锭实现液芯加热和液芯轧制应该控制的装炉热状态。在炉时间以及温热制度等工艺参数。通过现场实测验证计算结果可信,说明数学模型可用。上述工作为现场制订扁锭的液芯加热和液芯轧制操作规程提供了理论依据,在本钢进行了51炉、6769吨扁锭的生产性实验,实验结果表明该项节能工艺是成功的,并取得了重大经济效益: 1.提高均热炉生产能力1.5倍; 2.降低热耗0.795×10~6kJ/t(ingot); 3.节电3.12kW·h/t(ingot); 4.减少氧化烧损0.5％。     

8.5吨沸腾钢方锭液芯加热及液芯轧制新工艺

我国初轧生产,都是待钢锭完全凝固后再送均热炉进行加热和轧制成坯。如何利用钢锭液芯的凝固潜热,不加热或补充少许热量进行轧制,即进行液芯加热及液芯轧制,这种方法国外已有报导。 1980年攀钢和北京钢铁学院进行沸腾钢液芯加热和液芯轧制的研究工作。北京钢铁学院通过模拟实验和热工理论计算,分析了热芯轧制和普通轧制在变形上的差异以及不同液芯率对各轧制道次的影响,确定液芯率≤6％的范围内进行液芯轧制是可行的。并     

沸腾钢液芯加热及液芯轧制

论述了F×10.5、F×8.4及F×11.47锭型的沸腾钢锭快速加热烧钢法及液芯轧制新工艺的规律,并指出,传搁时间应以110分钟为限,且模外时间不得大于30分钟为宜,装炉温度在950℃以上。试验摸索出液芯轧制钢锭的液芯率≤8％时,不会出现明显鼓肚。本工艺,降低了煤气单耗和电耗;提高均热炉生产能力近一倍;提高成坯率1％。     

长坑均热炉内流场的研究——物理与数学模拟

以数学和物理模型的方法对长坑均热炉内的流动场进行了研究。根据中国的实际生产条件,提出了提升烟道口的改进方案。模拟实验表明:新方案可以提高炉膛下部的压力,使炉长方向压力分布趋于均匀。并有可能改善炉内的热交换条件,实现钢锭的均匀加热。     

沸腾钢扁锭液芯加热及轧制节能工艺的研究

过去初轧生产都是扁锭凝固后再送均热炉加热和出炉轧制。沸腾钢扁锭液芯加热和轧制节能工艺是扁锭尚未完全凝固(即有液芯)就装炉,这时扁锭不仅有大量的显热,而且有液芯的潜热,可用于均热扁锭自身,固此扁锭在炉内少许补充热量,在含有适量液芯条件下轧制,从而大幅度的降低均热炉燃耗,显著缩短扁锭的在炉时间。     

ZF6.67吨沸腾钢钢锭液芯加热和轧制生产总结

介绍了6.67吨沸腾钢锭的传搁时间制度,液芯加热和轧制制度及钢坯质量。指出,钢锭脱帽,脱模的传搁时间,较原规程相应缩短10分钟,保证脱模温度达1124℃,采用高温直烧法,钢锭在炉时间短,有利于节能和减少烧损,轧材质量合乎标准,经济效益显著。     

普通碳索钢和硅钢水封顶镇静钢锭轧制薄板坯生产总结

文章对冷封顶普通碳素钢和硅钢锭轧制薄板坯进行了生产总结。指出采用“直接加热法”钢锭在炉时间缩短到70～80分钟,普碳钢板成坯率提高6.27％,硅钢板成坯率提高5.27％,钢坯合格率达到普通挂绝热板钢锭合格率,表面质量稳定,经济效益显著,采用水封顶钢锭生产新工艺是可行的。     

ZF6.67吨沸腾钢锭液芯轧制试验研究

文章系统地介绍了6.67吨沸腾钢锭的传搁时间、液芯锭加热的热工制度及液芯轧制的试验研究。为了掌握初轧时钢锭液芯率,还进行了凝固理论计算以及采用倾倒法、测定模温法、硫印法等判定其液芯率。结果指出,试验缶数中,传搁时间小于80分钟,占67％,均可实行液芯轧制,其余可实现液芯加热,减少烧损47％,吨钢燃耗降低到0.042×10~6千卡/吨,初轧机轧制电耗降低20％以上,质量与凝固轧制相当。     

可膨胀石墨含量和温度对复合保护渣导热系数的影响

研究了可膨胀石墨含量和温度对复合保护渣导热系数的影响规律。研究结果可用于；计算钢锭模帽口散热及帽口内钢水凝固时间，确定复合保护渣的最佳用量及其中的可膨胀石墨的最佳含量等。     

沸腾钢锭液芯加热轧制试验研究

通过理论计算与大生产实践结果表明,该工艺具有下列效果:生产稳定;降低吨钢燃耗、比普通烧钢法降低62.5％;减少烧损0.468％;均热炉生产能力提高三分之一;提高成坯率0.5％;节约初轧轧制电耗21.5％;为提高板坯热装炉提高热装温度100～150℃。通过钢锭理论冷凝计算及生产解剖钢坯检验,用硫印法验证轧制液芯率,选定可轧液芯率≤8％。通过对液芯锭轧制成品材表面质量的试验,其机械性能,塑性相对提高;工艺性能、晶粒度均达到国标标准。     

冷封顶镇静钢液芯加热与轧制冷凝过程的研究与计算

根据付立叶导热微分方程式,变成在离散点上的差分方程,对ZZ7.2T钢锭冷封顶静钢液芯加热与轧制冷凝过程进行了研究与计算,其结果为ZZ7.2T镇静钢液芯加热与液芯轧制的实验研究和制定试生产规程等提供了必要的参数。     

传热理论在钢锭传搁时间计算上的应用

在分析钢锭凝固传热的基础上，结合对天津钢厂２．７吨矩形弧边钢锭的技术改造，对钢锭的凝固传热及传搁时间进行了数值计算。通过计算改进了现有的传搁时间表，并应用于天钢初轧厂，取得了良好的效果。     

方型钢锭凝固传质数学模型的研究

采用有限差分法,建立钢锭维一园柱传质数学模型,通过电子计算机数值求解,得出JB6.16T钢锭在模内不同时间的温度场和浓度场,以研究主要物性参数对计算结果的影响。