连铸方坯动态轻压下位置

为准确确定铸坯凝固末端的位置,合理选择压下区域,为实施动态轻压下提供有效技术手段,利用数值模拟方法计算某炼钢厂2#铸机连铸方坯中温度场,用传热模型分析了45#钢在某工艺下的铸坯温度分布图.固相率0.3为轻压下初始点,压下区间总长度为10 m且拉速0.76 m/min时的压下量为0.7 mm/m.     

板坯连铸二冷与轻压下动态设定控制系统平台

为提高铸坯质量与生产效率,针对大型板坯连铸机设计开发了二次冷却与轻压下动态设定控制算法及其运行平台;支持动态二次冷却、动态轻压下设定控制、动态仿真、设备与控制算法配置、平台自身监控与诊断等功能.平台采用分布式结构,由输入输出、控制算法、虚拟被控对象、运行平台管理、监控操作等5个子系统组成;子系统独立运行,采用事件驱动,通过实时数据库共享数据.动态仿真子平台实现了频繁变化的浇铸过程的动态模拟,弥补了静态模拟的不足.两年多的在线运行实践表明系统稳定可靠、可用率达99.6％;铸机生产效率与铸坯质量也有了明显提高.     

动态轻压下模型的开发及优化

为确保提高连铸板坯铸坯内部质量,开发了一套完整的轻压下模型,包括凝固传热、二冷水动态控制和辊缝控制模型,并对动态轻压下技术的关键参数进行了优化. 通过射钉实验和铸坯表面温度测量,对该模型进行了校核. 实验结果与模型计算结果较为一致;当拉速变化时,铸坯表面温度可以保证在较小的范围内波动. 采用不同的轻压下参数进行生产试验,并通过铸坯低倍检验和中心偏析分析,对压下量和压下位置进行了优化,得出固相率(fs)0.2～0.5、单位压下量1.2 mm·m-1为本铸机最佳的轻压下参数.     

连铸大方坯轻压下过程的变形行为

首先从理论上描述了轻压下过程铸坯的三维变形行为,并采用有限元法定量分析了轻压下工艺对铸坯变形行为的影响规律.结果表明:铸坯宽展变形和延展变形达到平衡后,随着压下量增加,铸坯延展率随压下量呈直线关系变化.在相同轻压下条件下,随铸坯长宽比和中心未凝固率的增加,铸坯宽展效率和延展效率下降,压下效率增加.     

连铸65钢方坯的质量

对连铸１５０ｍｍ×１５０ｍｍ高碳钢铸坯凝固组织,中心偏析,夹杂物分布与类型,铸坯与轧材组织状况进行了分析与讨论,提出了改善碳钢中心缩孔和中心偏析的途径。     

方坯连铸凝固传热数学模型

根据连铸二冷区不同的冷却特点，应用差分法和变时间步长，建立了与具体铸机相适应的方坯二维传热数学模型。应用所建立的数学模型可进行模拟优化计算获得铸坯的最佳二冷制度。     

轻压下技术在连铸中的应用及研究

主要介绍了轻压下技术最近的发展情况。根据其在不同厂家的应用效果，分析了压下参数对铸坯内部质量的影响。分析表明，较大的压下量有利于改善中心疏松，但却会加重铸坯裂纹。压下量一般以6～7mm为宜，超过此值后压下量继续增加，中心偏析无明显改善，中心裂纹却增加。轻压下技术对铸坯的凝固组织也有一定的影响，可以显著提高凝固组织中的等轴晶率。开发更准确、响应速度更快的热跟踪模型、压下模型是轻压下技术未来的发展方向。     

方坯连铸数学模型的工程实用化

通过对方坯连铸过程的分析,建立了二维非稳态凝固传热数学模型。根据铸坯长度约为断面尺度10~2倍的特点,选用线上积分法求解,致使模拟计算可用一般的IBM—PC/XT型微机在合理的时间内完成,从而在方坯连铸数模的工程实用化方面取得了满意的进步,可望成为科研、设计和生产现场的有力工具。 文中还列举了一些模拟计算结果。     

连铸方坯热送过程中的温度梯度

以唐钢棒材厂现有热装热送工艺中的连铸方坯为研究对象,考虑了带与不带保温罩两种热送条件,结合辐射和对流的复合边界条件,对铸坯在热送过程中的温度梯度的变化进行了计算机模拟与解析,所得结果与实测符合得较好.利用本研究定量给出的铸坯在热送过程中保温罩的保温效果及其断面上温度梯度的变化,对减少铸坯热送过程中的热损失、提高热装温度具有重要的参考价值.     

方坯连铸结晶器壁面速度分布规律的研究

针对合金钢方坯连铸结晶器内钢液的流体流动，采用二维激光测速仪测定了４孔水口下结晶器内垂直平板壁面附近不同区域的流体运动速度。同时，根据对数壁面律，用回归方法导出不同壁面区域附近的对数壁面律方程和相应的经验常数，得到了结晶器壁面附近区域流体速度分布规律。     

小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢可浇性

在分析水口堵塞的基础上,结合马钢三炼钢生产实际,采用正交实验法研究了钙处理的喂线速度、喂线量和中间包水口内径对140mm×140mm小方坯连铸低碳低硅高酸溶铝钢水口堵塞的影响.结果表明,提高喂线速度、加大喂线量和增加水口内径可避免水口的堵塞.采用以上工艺,连浇炉数达8～10炉,且铸坯内部和表面质量良好.     

宽板坯凝固前沿轻压下率模型的研究

结合连铸坯凝固规律及轻压下技术改善铸坯中心偏析的冶金原理,建立宽板坯轻压下率理论模型。根据某厂连铸宽板坯实际生产条件,以传热模型计算的铸坯凝固温度数据作为轻压下率模型计算条件,分析拉速、浇注温度、坯壳凝固收缩特性对铸坯轻压下率的影响规律。结果表明,在相同的拉速和浇注温度条件下,铸坯轻压下率沿拉坯方向的分布总体呈减小趋势;拉速较高时的起始轻压下率小于拉速较低时对应的起始轻压下率;拉速与平均轻压下率呈线性递减关系:拉速每升高0.1m/min,平均轻压下率减小0.015mm/m;浇注温度越低,轻压下区起始轻压下率的值越高;浇注温度对平均轻压下率的影响较小,浇注温度每升高10℃,平均轻压下率仅减小0.002 5mm/m;铸坯外部凝固坯壳的收缩对整个轻压下区平均轻压下率的贡献量为20.4%～22.3%。     

小方坯连铸过程温度场和流场的实时模拟

为了寻求在瞬态下仍然有效的实时模拟模型,以便模拟连铸的全过程,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法和LamBremhorst低雷诺数k-ε方程,建立了考虑湍流的传热和流体流动的实时模拟模型.该模型有效地实现了移动计算域下的动态网格扩展,可以模拟从拉坯到切割坯连铸全过程的温度场与流场的变化.作为实例,X70钢小方坯的模拟效果与实验验证吻合很好.     

Temperature distribution and dynamic control of secondary cooling in slab continuous casting

To predict and optimize the temperature distribution of slab continuous casting in steady operational state, a three-dimensional model (named "offline model") based on the heat transfer and solidification theories was developed. Both heat transfer and flux distribution characteristics of the nozzle sprays on the slab were considered, and the complicated boundary conditions, such as spray cooling, natural convection, thermal radiation as well as contact cooling of individual rolls were involved in the model. By using the calibrated caster dependent model factors, the calculated temperature and shell thickness accorded well with the measured. Furthermore, a dynamic secondary water cooling control system was also developed on the basis of a two-dimensional transient heat transfer model (named "online model") and incremental PID control algorithm to reduce slab surface temperature fluctuation in unsteady state. Compared with the traditional spray table control method, the present online model and dynamic PID control demonstrate a higher capability and flexibility to adjust cooling water flowrate and reduce slab surface temperature fluctuation when the casting speed is changed.     

改进铸坯表面质量的电磁连续铸造研究进展

导出了钢电磁铸造的理论基础,综述了国外此课题的研究现状;发现在铸型外侧施加电磁场抑制了液体金属弯月面的变形,改变了金属液的初期凝固状态,改善了铸坯的表面质量,金属液的缓冷却凝固和润滑剂流路动压的降低被认为是改善连铸坯表面质量的主要原因。采用改变铸型结构和施加电磁场的方法,可望实现此铸造方法的工业应用。     

连铸热坯表面温度可见光谱CCD辐射测温方法

针对连铸坯表面测温现状和存在的问题,建立了双色法(R、G)与单色法(B)相结合的实时测温模型。采用可见光面阵CCD图像传感器进行铸坯表面图像采集,实验研究了不同光圈(F)与积分时间下的R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色值随温度的变化规律和动态响应区间。利用计算机图像处理技术建立了连铸热坯表面二维温度场与RGB的关联关系,实现了连铸热坯表面温度场的在线测量。通过控制CCD传感器光积分时间以提高CCD传感器的动态响应范围,为实现连铸坯表面温度场在线测量提供了理论基础和技术支撑。     

圆坯连铸结晶器温度场模拟与坯壳厚度预测

基于连铸圆坯结晶器温度与热流实测数据,建立了连铸圆坯凝固的三维传热模型,计算出结晶器和铸坯的温度场,并得到铸坯的固相率与坯壳厚度分布情况.温度计算结果与实测数据符合较好,表明此数学模型能够较为准确地反映实际情况.讨论了拉速、浇注温度等因素对坯壳厚度的影响,并对利用模型计算与经验公式计算得到的坯壳厚度进行了对比.     

连铸坯凝固过程应力模型综述

简要分析了不同作者的连铸凝固过程应力模型。 A.Grill等人对 80 0～ 1 50 0℃范围内钢的力学性能与温度的关系进行了假设 ,采用有限单元法 ,根据温度梯度及支撑辊的压力来计算铸坯的应力场 ,建立了应力模型 ;K.Sorimachi对 A.Grill模型进行了改进 ,假设钢在连铸温度 (80 0～ 1 50 0℃ )下的机械性能只与温度和应变速率有关 ,且应变速率为常数 1 0 - 3s- 1,忽略其它变量对机械性能的影响 ;蔡开科考虑铸坯温度回升 ,建立了铸坯热 -弹 -塑性应力模型。