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本文依据实际Φ120mm圆坯水平连铸过程中15t中间包原型，采用1：1.5的相似比建立了水模拟系统，对原型中间包内钢液的流场进行了评估，并研究了中间包控流装置(坝和湍流控制器)对中间包内钢液流动特性影响。
水平连铸中间包内钢水流动的水模型研究
【摘 要】
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本文依据实际Φ120mm圆坯水平连铸过程中15t中间包原型，采用1：1.5的相似比建立了水模拟系统，对原型中间包内钢液的流场进行了评估，并研究了中间包控流装置(坝和湍流控制器)对中间包内钢液流动特性影响。
【机 构】
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北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083,中国;密苏里科技大学冶金工程系,密苏里州罗拉市 65401,美国
【出 处】
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第四届发展中国家连铸国际会议
【发表日期】
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2008年4期
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在现有铸机中，铸坯产量的最大化可能足铸机的额外需求。特别是对所安装的二冷系统的能力需要进行检查，当二冷系统达到需要进行处理和修改的时候，这是提高产品质量和产量的关键技术领域。铸机的检查是确定已有的二冷系统、操作实践和工艺自动化数据是如何影响着产品质量和产量的系统的和有组织的技术方法。本文主要集中于二冷系统的检查方法及其构成，给出了对一些实际铸机进行模拟研究的例子，显示了相关建议和一些工艺研究结果。
本文对连铸机检测仪器的应用进行了介绍。在生产过程中，为了提高产量和质量，连铸机需要进行正确地调整，结晶器的锥度和宽度是否合适以及振动是否正确都需要检查。在连铸工艺中，结晶器监控系统可以显示出结晶器的热状态和振动状态，从而能提供结晶器水平和表面状况的详细分析，防止漏料。轧辊间距、转动以及定位也都需要检测。次级冷却的喷水也要检查。
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本文基于铸坯传热凝固模型和有限差分数值方法，开发了CISDI板坯连铸浇铸过程通用仿真分析软件CCPSOFFLINE。该软件内嵌维传热和二维传热两大计算模块，包含正向仿真预测、二冷水量优化、二冷回归分析、结晶器振动参数计算和切割定尺计算等重要功能模块。软件具有非常强大的计算功能，能获得比较全面的与板坯连铸浇铸过程密切相关的冶金信息，包含铸坯温度场分布状况、铸坯应变分布情况、铸坯凝同生长规律、铸坯热流
本文基于铸坯传热凝固模型和PID控制算法开发了连铸二冷动态控制系统，并研究了其可控性。研究表明，当拉速改变时，二冷系统可控性两方面——响应能力和响应速度在一定程度上相互制约。同时，本文利用相对增益分析方法研究了该系统各二冷控制回路问的耦合性，发现上游冷却回路水量与下游冷却区控制点温度构成的控制回路之间存在明显的单向耦合性，且耦合性随拉速的升高而增大。某一冷却回路控制点温度受该冷却回路水量的影响要远
本文对连铸动态3D散热模拟进行了阐述。连铸机的动态3D散热平衡计算，有必要考虑因辐射，铸坯与辊子的接触而产生的热传导，结晶器一次冷却及二次冷却所带走的热量。在散热平衡中，钢种的性能是非常重要的变量。要获得钢种参数，需要用Gibbs自由能方法。因为轻压下和收缩，铸坯的厚度是变化的，所以在计算中考虑了温度和密度的关系。软件SIMETALCISDynacs3D的开发是伴随着林茨钢厂的操作而开发出来的。计
有关针状铁索体在夹杂物上形核，促使显微组织细化已经存焊接冶金和其它冶金领域引起了十分广泛的兴趣。在带钢和薄板坯浇注过程中，这种形核对铸坯显微组织细化同样重要，这可减轻轧制在细化显微组织方面的压力。本文研究了未加入特殊合金元素钢水的快速凝固过程中，通过硫化物央杂实现针状铁素体形核的可能性。氧化物夹杂和硫化物夹杂是试样中常见夹杂物，但是只有硫化物夹杂对针状铁素体形核有利。详细讨论了本试验中的针状铁素体
本文研究了结晶器振动对连铸坯初始凝固区域传热的影响，建立了结晶器振动条件下的二维非稳态传热数学模型。用该模型对实验室条件下的锡连铸过程进行了计算，发现铸坯初始凝同区域存在温度波动。在实验室小型连铸机上进行了锡连铸实验，证实了温度波动的存在。数学模型的计算值与实测较为接近，可用该模型对锡连铸过程的温度场进行模拟。理论计算和实验结果表明，由于结晶器振动，使铸坯初始凝同区域产生了温度波动，这可能是铸坯表
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本文通过水力学模拟研究了某方坯五流中间包非正常液面条件下的钢液流动状态，在不同控流装置条件下模拟中间包各液面条件下流动状态的变化规律，分析了中间包内液面卷渣的原因，根据模拟实验结果确定了不同拉速条件下的中间包内极限卷渣液面高度和非正常浇铸情况下铸机正常运行的可等待时间。数值模拟和物理模拟结果一致，表明模拟实验结果能够为实际生产提供理论指导。