宽板坯连铸二冷区喷嘴冷却特性研究

根据宽板坯连铸实际工况条件,测定不同冷却条件下喷嘴的冷却特性曲线,分析不同喷嘴布置与连铸实际需要条件的关系.结果表明,喷嘴水流密度峰值随着冷却水量的增加而变大,水流覆盖区域变宽;当喷嘴冷却水量过大时,水流密度分布均匀性不好;气体压力对喷嘴水流密度分布影响不大;双喷嘴喷淋水重叠区的叠加效应随着左边喷嘴冷却水量的递减呈明显的下降趋势,随两喷嘴间距的变大而逐渐减弱;喷嘴间距为450 mm时,铸坯表面喷淋水流密度分布更为合理.     

二次冷却对板坯中间裂纹的影响

目前，如何在保证铸坯质量的前提下提高内部质量，特别是防止影响最终产品轧制性能的严重中间裂纹的出现，是转炉一连铸治金工艺路线存在地普遍问题。结合连铸板坯凝固过程的二冷DYNACS冷却模型模拟计算，阐述了二次冷却对铸坯中间裂纹的影响，并在此基础上提出了解决方案。     

二次冷却对板坯中间裂纹的影响

目前,如何在保证铸坯质量的前提下提高内部质量,特别是防止影响最终产品轧制性能的严重中间裂纹的出现,是转炉一连铸治金工艺路线存在地普遍问题。结合连铸板坯凝固过程的二冷DYNACS冷却模型模拟计算,阐述了二次冷却对铸坯中间裂纹的影响,并在此基础上提出了解决方案。     

板坯连铸机二冷区喷嘴的选型及布置原则

本文介绍了板坯连铸机二冷区水喷嘴,气水雾化喷嘴选型的要求,及喷嘴布置的原则。阐述了二冷区喷嘴布置与铸坯质量的关系。     

连铸二冷区喷嘴布置方式优化方法

对现有连铸二冷区喷嘴布置进行分析,根据布置优化原则提出采用喷嘴水流密度数值叠加的方法,在拉坯方向和铸坯横断面方向上对喷嘴布置方式进行优化。其中,在铸坯横断面方向上,考虑了横向水流密度分布的不均匀性对铸坯凝固过程的影响,建立二维铸坯传热数学模型,仿真得到不同位置的铸坯断面凝固形貌,并比较了优化前后铸坯温度分布、凝固情况和铸坯质量。结果表明喷嘴布置方式优化后,二冷区铸坯在拉坯方向和断面方向上喷淋水区域内均匀冷却,周期性温度回升变小,表面温度能够均匀下降,保证了较好的铸坯内部质量。     

板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

连铸二次冷却自控模型

本文在应用铸坯凝固传热数学模型离线计算的基础上,并参照电路瞬态过程参量变化规律,提出了新的连铸二冷水量动态控制模型。它系采用前馈控制方式,拉速变化时过渡过程中水量变化曲线呈指数形式。该模型具有快速简便而精确的优点经计算机仿真验证,该动态控制模型的控制效果明显地优于一般静态比例控制。     

方坯连铸二次冷却数值仿真商用软件

基于二维方坯连铸凝固传热数学模型,使用VB语言设计开发了方坯连铸计算机数值仿真商用软件,从而为连铸生产提供了一个有效的计算机"实验平台".运用该软件仿真,可对铸机结构乖连铸工艺参数进行设计与优化.通过对多台铸机的实例运算及生产应用表明,文中所开发的方坯连铸二次冷却数值仿真商用软件具有较好的准确性、实用性、通用性和易操作性,其仿真结果已成功应用于国内多台铸机高效化改造的设计和生产.     

方坯连铸二次冷却配水新模型

在连铸二次冷却喷淋区二冷各段,冷却水量只与拉速的变化相关联的二冷水模型的基础上,通过研究提出了二次冷却区各喷淋段的冷却水量Qi与钢液过热度(△T)、拉速(ν)、浇注钢种化学成分、二冷水温相关系的二次冷却新配水模型,即Qi=K(a bv cv2) d(△T-E) F.研究了模型中各系数的确定方法.应用已开发的方坯连铸二冷仿真软件和通过研究确立的济钢二冷新模型进行了模拟计算.模拟结果以及新模型的生产实践表明,采用新模型确定的二冷各喷淋段水量进行冷却,铸坯冷却均匀,铸坯质量得到改善.     

Effects of the width and thickness of slabs on broadening in continuous casting

A 3D viscoelastic-plastic thermal-mechanical coupled finite element model was built on the basis of the secondary development of the commercial software MSC.Marc. Numerical simulations were performed to study slab broadening in the secondary cooling zone. The effects of slab width and thickness on slab broadening were considered. The obtained results reveal that the width broadening is noticeable, and the ratio of ultimate broadening slightly increases with the increase of slab width. This agrees well with the measured data in practice. There is no obvious increase in ultimate broadening when the thickness of slabs increases.     

保护渣对连铸二冷水中氟含量的影响

调查了使用不同氟含量保护渣时连铸二冷水中F-质量浓度的变化,并在实验室研究了保护渣组分及保护渣在水中的浸泡时间对水浸液中F-质量浓度的影响. 研究结果表明,A厂使用低氟保护渣,二冷水中F-质量浓度增幅为1.2～24.3mg*L-1,水样呈中性;B厂使用高氟保护渣,二冷水中F-质量浓度增幅为57.9*#mg*L-1,水样呈酸性. 保护渣中氟含量越高,保护渣在水中的浸泡时间越长,渣中氟向水中的转移量就越多. 控制保护渣中氟不超过2%,有利于减弱保护渣氟的浸出对二冷水的危害. 在研究的组成范围内,碱度CaO/SiO2和Li2O对渣中氟的浸出无明显影响. 增加保护渣中B2O3含量,有利于降低保护渣中氟在二冷水中的浸出.     

板坯连铸二次冷却控制模型

以某钢厂连铸生产中的二冷水控制模型为研究重点.在分析工况和合理假设的基础上,按照传热学理论导出板坯传热微分方程,用数值计算方法求解微分方程,经回归处理后,得出不同工况下的配水控制模型.仿真实验与生产试验证明了模型是有效的,试验验证的16Mn钢控制模型参数可用于指导生产.     

板坯连铸二次冷却智能控制模型

以缩小连铸二冷区板坯表面实际温度和目标温度的差异为目标,建立了板坯连铸二次冷却智能控制模型. 该模型采用支持向量机(SVM)实现板坯表面目标温度的动态设定,采用对角递归神经网络(DRNN)实现板坯表面温度的预测,采用T-S模糊递归神经网络实现二次冷却水动态调整与分配. 通过对某钢厂板坯连铸过程进行仿真计算和现场试验,结果表明:该模型将二次冷却水水量控制问题与板坯在冷却过程中的温度状态相结合,实现了连铸二次冷却动态优化控制,有利于提高板坯的质量.     

板坯连铸二冷水智能控制及仿真研究

基于传统板坯连铸二冷水控制方法，提出用自适应模糊神经网络推理系统实现板坯连铸二冷水智能控制，建立了基于自适应模糊神经网络推理系统的板坯连铸二冷水智能控制系统模型，并对该控制系统进行了计算机仿真，结果表明系统较好地实现了板坯表面的温度控制，且具有良好的自适应和自学习能力．     

板坯连铸二冷水智能控制及仿真研究

基于传统板坯连铸二冷水控制方法,提出用自适应模糊神经网络推理系统实现板坯连铸二冷水智能控制,建立了基于自适应模糊神经网络推理系统的板坯连铸二冷水智能控制系统模型,并对该控制系统进行了计算机仿真,结果表明系统较好地实现了板坯表面的温度控制,且具有良好的自适应和自学习能力.     

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.     

Strain in solidifying shell of continuous casting slabs

Two-dimension unsteady heat transfer model was applied to obtain the surface temperature and the shell thickness of continuous casting slabs during the process of solidification. On the basis of which, the mathematical model of strain at the interface of solid and liquid steel was set up. Through which, the strain in the solidifying shell under normal and abnormal operation conditions was gained. The results indicate that the strain is small under the normal operation conditions and the internal crack never happens.However, when the variation of the roll gap is above 2 mm, the strain caused by which is greater than that caused by bulging. Furthermore, the total strain exceeds the critical one and the internal crack is the result. So it is of great importance to maintain the fine state of continuous casting machine to avoid the appearance of internal crack.     

武钢连铸二冷水系统分析与改进

针对武钢连铸二冷水系统冷却效果不佳问题,对二冷水压缩空气控制系统、喷淋水控制系统和喷嘴特性等现状逐一进行分析,结果表明,由于二冷水压缩空气压力控制不稳,不能实现喷淋水、气的自由调控,以及由于喷嘴流量调节方法不当使得铸坯宽度方向上温差大,其结果导致了铸坯边角裂纹。解进方法是调整压缩空气控制方式,在支路上安装调节阀、压力检测器及流量计,优化二冷水、气配比参数,最终实现二冷水系统冷却效果的精确控制。二冷水系统改进后的效果极为显著。