结晶器中连铸保护渣的润滑与选择

在Hasselstron,Chone等人工作的基础上,根据流体力学原理推导了一个计算连铸结晶器中保护渣膜厚度的新公式。和原有计算法相比,该公式考察的因素更全面,它为保护渣的选择和连铸有关工艺参数的确定提供了依据。     

连铸结晶器中渣膜的传热研究

用自制的一台模拟试验装置研究了连铸结晶器中渣膜的热传导行为。测定了结晶器与凝固坯壳之间渣膜的有效导热系数及界面的接触热阻；高温下渣膜的有效导热系数大致为４￣５Ｗ·ｍ＾－１·Ｋ＾－１，结晶器与渣膜层界面存在的热阻相当于９４￣１４９μｍ的空气间隙。     

连铸结晶器保护渣结晶温度

实验采用ＷＣＴ－２型微机差热天平,用来研究了保护渣的化学组成和冷却速率对其结晶温度的影响。结果表明：（１）在实验条件下,碱度升高,保护渣的结晶温度先升高后降低;（２）Ｆ＾－含量增加,保护渣的结晶温度提高;（３）随着Ｎａ２Ｏ,Ａｌ２Ｏ３,ＭｇＯ含量的增加,保护渣的结晶温度下降;（４）保护渣的结晶温度随冷却速率的增加略有下降。     

稀土氧化物对结晶器保护渣理化性质的影响

针对在结晶器喂稀土过程中,稀土的氧化产物进入保护渣熔融层,影响和限制了保护渣冶金性能发挥的主要问题,系统测定了稀土氧化物对结晶器保护渣熔化温度、黏度和结晶温度的影响.结果表明,随稀土氧化物含量增加,保护渣熔化温度、黏度和结晶温度显著升高.保护渣中添加少量B2O3和Li2O作为新的助熔剂使用,可以显著削弱稀土氧化物对保护渣理化性能的影响.进而可以为开发成分和性能更为合理的新型稀土钢结晶器保护渣提供理论依据.     

连铸结晶器内保护渣渣膜状态的数学模拟

建立了考虑保护渣参与传热的铸坯凝固模型,计算结晶器内铸坯收缩产生的气隙大小,确定存在于结晶器与铸坯间保护渣渣膜的温度、厚度和存在状态,分析保护渣的润滑能力及连铸工艺条件对保护渣的物性要求。得出以下结论：熔化温度越低,液态渣膜越厚,在结晶器内渣膜保持长度越长;对于一定熔化温度的保护渣,存在最佳拉坯速度以提供高佳液体润滑;浇铸温度越高,液态渣膜厚度越大。     

连铸保护渣在结晶器中熔融行为的计算机仿真

在对特定的连铸保护渣进行分析时，熔渣层厚度是一个重要参数，如果在连铸过程中熔融层厚度不能保持在某一最小值以上时，铸坯的内外部质量会因坯壳与结晶器间的润润变差而受到影响，因而必须确定适合条件的保护渣，在工业试验中，保持其它参数不变而只控制一个参数的变化来研究其影响是非常困难的，而且费用昂贵。采用数学计算和计算机仿真方法进行此类研究，较好的预测了钢液面上熔融层的厚度及温度分布，并以此来研究了保护渣物理性能对保护渣各层厚度的影响。     

碱度和温度对结晶器保护渣表面张力的影响

根据结晶器保护渣组成与成分范围,在实验渣成分设计的基础上,采用静滴法,利用渣金界面性质测定仪测定了不同碱度实验渣在不同温度下的表面张力。结果表明,在实验渣成分范围内,随着温度的升高,熔渣表面张力呈线性逐渐降低,温度升高100℃,熔渣表面张力约可降低215 m N/m,且熔渣表面张力的降低主要取决于温度升高所导致的离子间作用力减弱。随着碱度的增加,熔渣表面张力逐渐升高,其变化趋势与熔体聚合程度降低的趋势相一致。     

工艺参数对吹氩结晶器内液态保护渣流动性的影响

通过建立吹氩结晶器水模型,研究了吹氩流量、拉坯速度、液态保护渣初始黏度对结晶器内液态保护渣流动性的影响。结果表明,吹氩流量较小时,水口附近区域液态保护渣含气率高,液态保护渣表观黏度大,随着吹氩流量的增大,液态保护渣黏度峰值向远离水口方向偏移,同时沿结晶器宽度方向上液态保护渣表观黏度差值和液态保护渣的流动性差异性均有所增大;随着拉坯速度的增大,水口附近区域的保护渣表观黏度呈下降趋势,靠近结晶器窄面区域的保护渣表观黏度呈上升趋势;随着液态保护渣初始黏度的增大,水口附近区域保护渣表观黏度呈先上升后下降的趋势,靠近结晶器窄面区域保护渣表观黏度则变化不显著。     

连铸系列保护渣研制及应用

运用凝固理论和熔渣理论，研制了开发了适用于低合金钢、普碳钢、高碳钢的系列保护渣并成功地应用于连铸生产。     

冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响

采用WCT－2型差热分析天平和LEITZ光学显微镜（配有1350℃高温热台），研究了冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响。研究结果表明：随冷却速率提高，保护渣的结晶温度显著降低，结晶率降低，晶体尺寸减小，晶形也有很大改变。     

感生电流对软接触结晶器内磁感应强度的影响

利用有限元程序对矩形坯电磁软接触连铸结晶器内的电磁场和感生电流分布进行了模拟计算,研究了频率、结晶器材质电导率、结晶器结构等参数对结晶器上感生电流和结晶器内磁感应强度的影响以及感生电流对结晶器内磁场的影响.计算结果表明:电磁软接触连铸结晶器分瓣体上的感生电流产生的磁场对结晶器内部的磁场有十分重要的影响,合理利用感生电流可以增大结晶器内部的磁感应强度,达到节约能源的目的.在一定的频率段范围内,感生电流产生的磁场能增大结晶器内的磁感应强度,而超出这个范围,感生电流对结晶器内磁场的影响不够明显.在高频条件下,结晶器内的磁感应强度主要以外部线圈产生的磁场的透入为主;而频率较低时,有必要充分考虑和利用感...     

软接触电磁连铸结晶器传热行为研究现状

软接触电磁连铸是一项提高铸坯表面质量的新技术。从结晶器内钢液传热的过程综合论述了软接触结晶器的传热机理,并分析了结晶器内温度场影响因素的研究现状。最后指出了在结晶器传热过程中,以往的研究所没有涉及的方面。     

电磁软接触连铸圆坯结晶器传热分析

针对电磁软接触连铸过程,建立了结晶器三维电磁场及温度场模型,研究了电流、电源频率、铸坯与结晶器间热流密度以及绝缘材料导热性能对温度场的影响.结果表明,在高频电磁场作用下结晶器壁温度相比传统连铸结晶器有所提高.当前计算条件下,频率和电流增大,结晶器壁峰值温度随之升高.热流密度的大小直接决定着结晶器壁的温度分布,热流越大,温度沿高度方向的不均匀性越明显,沿结晶器周向,由于材料不连续引起的温度梯度也越大.绝缘填缝材料的导热性能对结晶器壁温度分布有较大影响,导热性能差的绝缘材料使温度沿高度方向出现两个峰值,分别对应于切缝的两端,加大了铜壁的温度梯度.     

Finite Point Method for the Simulation of Solidification and Heat Transfer in Continuous Casting Mold

A 2-D finite point meshless model was used to simulate the heat transfer and solidification of steel in continuous casting molds to illustrate its use in metallurgy. The latent heat of the pure metal was treated using the temperature recovery method and the latent heat of the alloy was treated using an apparent heat capacity method. The model was validated by calculating the classical Stefan moving boundary problem. Analysis of the solid shell growth and temperature distribution of a billet in a mold shows that the solution by the finite point meshless model is quite reasonable, which indicates that the model has potential in metallurgical engineering applications.     

宝钢板坯连铸结晶器平均热流

对宝钢板坯连铸过程结晶器平均热流的研究发现，当拉速增加到1．2m／min以上时，由于结晶器冷却水进、出水温差不再增加，结晶器宽边平均热流不再随拉速的增加而进一步提高．结晶器的平均热流与钢的碳含量之间有明显关系，含碳0．11％左右的钢浇铸时结晶器宽面和窄面的平均热流均最低．当拉速超过1．0m／min，在浇铸碳含量为0．002％～0．05％和0．13％～0．15％的钢时，相当数量的炉次结晶器窄边热流接近甚至超过宽边热流，表明采用较高拉速浇铸这两种碳含量钢时结晶器窄边锥度偏大．     

连铸保护渣渣膜润滑的研究现状

连铸中，特别是高速连铸条件下，渗入结晶器与凝固坯壳之间的保护渣渣膜的润滑状态对连铸过程有着重要的影响，本文介绍了国内外对渣膜润滑的主要研究成果。     

频率对矩形电磁连铸结晶器内磁场和弯月面的影响

研究了在电磁软接触连铸过程中,电源输入频率的变化对矩形电磁软接触结晶器内的磁感应强度分布规律和弯月面变化情况的影响.结果表明:当电源输入频率增大时,结晶器内的磁感应强度减小.电源输入频率的改变不影响结晶器内磁场分布的相对均匀性.弯月面的高度与电源输入频率成反比,频率越高,弯月面稳定性越好.在实际生产中,如果需要提高电源输入频率,则应该同时适当的增大电源功率来弥补激励电流的减小,以保证软接触效果.     

空心环形件电渣熔铸内结晶器的对流换热系数

"空心环形件电渣熔铸"内结晶器对流换热系数αin是衡量其内结晶器冷却效果的核心参数.本文将实测的内结晶器铜板水冷面温度、流体温度值代入基本算式求取并利用有限元分析验证来确定αin的取值范围,通过比照水平环形套管对流换热系数的经验公式来确定计算αin的经验公式.该经验公式用温差函数、效应因子、速度函数解析了内结晶器水模型温差、短管效应、内外径及高度等形状因素对αin的综合影响,提供了αin数据库建立的理论依据.