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不同水缝的结晶器分析及温度场仿真

结晶器本质上是一个强换热器,它通过冷却水带走钢液的热量,以保证出结晶器时连铸坯具有均匀而足够的厚度和品质,是连铸设备中最关键的部件。作为一次冷却,一般来说,结晶器在短短的1 min内要散失的热量,最高时可占总需散热量的20%[1]。为提高结晶器冷却强度,一方面可以通过增加冷却水流速来实现,但结晶器的冷却水流速一般控制在6~10 m/s,过大的水流速度,对改善结晶器的传热效果不明显;另一方面可以改变结晶器冷却水缝形状,增加换热面积。在结晶器内腔尺寸不变的情况下,通常改变冷却面积可以通过在冷却水缝内设置肋片得以实现。随着高效率连铸技术的不断发展,结晶器水缝的设计将成为该研究领域的一大热点。目前,国内外对连铸过程中结晶器纯热理论研究的较多,但是一般很少利用计算机仿真研究涉及各种水缝及其周围对结晶器整体热流分布的影响。本文介绍了方坯连铸中结晶器可以采用的几种水缝,分析了其各自的特点,并用ANSYS软件研究了山字形、梯形水缝,其各自产生的...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《连铸》2010年02期
《冶金自动化》2017年02期
冶金自动化

结晶器热调宽控制模型

0引言板坯连铸机生产不同宽度规格铸坯时,传统方法是停浇后调整结晶器宽度,以实现浇铸不同宽度规格铸坯的目的,这种做法影响了生产作业率的提高。以某钢厂2012年3月更换断面的数据记录为例(如表1所示)估算由此带来的损失,3月份因更换断面影响产量超过1.3万t,若按当时每吨钢200元的效益计算,5台连铸机因停机每月损失的效益约260万元,重新开浇还会造成二次开浇带来的原材料损耗及坯头坯尾的金属损失。结晶器热调宽用于浇铸过程中动态移动结晶器窄边来调整结晶器宽度,以满足不停产条件下铸坯宽度规格变化的要求,从而提高铸机产能,降低生产成本,是行业高度关注的热点和焦点技术[1-2]。目前国内结晶器热调宽技术主要依靠引进[3-4],传统调宽控制策略的调宽速度低、过渡楔形坯长,且会由于气隙过大产生漏钢风险或铸坯壳过压产生铸坯缺陷[5-9]。本文从研究结晶器热调宽过程中窄边移动所产生的坯壳变形及气隙的机理出发,对结晶器热调宽过程中的铸坯变形速率、调宽...  (本文共6页) 阅读全文>>

《特种铸造及有色合金》2017年03期
特种铸造及有色合金

复合式结晶器结构及温度场、热应力研究

特大方坯不但可以用于轧制生产普通规格的特殊钢材,而且还能满足基础建设的需要,如生产更大规格、更高质量的高桥墩桩、大型模具钢、大断面锻轴等产品[1]。结晶器对于提高铸坯质量十分重要,特别是结晶器铜板与高温钢水直接接触,承受巨大的热冲击。由于连铸坯冷却时放出的热量大部分由铜板带走,致使结晶器铜板温度梯度很大,因此对铜板的耐热性、耐磨性、强度和硬度有更高的要求。因此,有必要对结晶器铜板的温度场及热应力进行研究[2]。周家勇等[3]对板坯结晶器冷却铜板的温度场进行了分析和结构优化。段明南等[4]对结晶器铜板进行了热机耦合应力分析。冯科等[5]对板坯连铸结晶器铜板进行了有限元仿真。任飞飞等[6]对倒角结晶器铜板的温度场进行了数值仿真。由于特大方坯具有结晶器内热容大、钢水静压力大、液穴较长等特点,在生产中易出现中心缩松、缩孔、中心偏析及角部裂纹等缺陷。针对此情况,提出一种新型结晶器技术——复合式结晶器。本课题给出复合式结晶器结构,运用ANS...  (本文共5页) 阅读全文>>

《钢铁技术》2017年01期
钢铁技术

结晶器热调宽控制模型

2.重庆工程学院电子信息系,重庆401122)板坯连铸机生产不同宽度规格铸坯时,传统方法是停浇后调整结晶器宽度,以实现浇铸不同宽度规格铸坯的目的,这种做法影响了生产作业率的提高。以某钢厂2012年3月更换断面的数据记录为例(如表1所示)估算由此带来的损失,3月份因更换断面影响产量超过1.3万t,若按当时每吨钢200元的效益计算,5台连铸机因停机每月损失的效益约260万元,重新开浇还会造成二次开浇带来的原材料损耗及坯头坯尾的金属损失。结晶器热调宽用于浇铸过程中动态移动结晶器窄边来调整结晶器宽度,以满足不停产条件下铸坯宽度规格变化的要求,从而提高铸机产能,降低生产成本,是行业高度关注的热点和焦点技术[1-2]。目前国内结晶器热调宽技术主要依靠引进[3-4],传统调宽控制策略的调宽速度低、过渡楔形坯长,且会由于气隙过大产生漏钢风险或铸坯壳过压产生铸坯缺陷[5-9]。本文从研究结晶器热调宽过程中窄边移动所产生的坯壳变形及气隙的机理出发,...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国锰业》2017年03期
中国锰业

探究连续铸钢中结晶器冷却水温差的测量和水量调节

伴随钢产业的运行及发展,连续铸钢技术逐渐成为现代化社会经济产业结构优化的基本标准,其创造新的内容具有高附加值产品的设计形式。其中的结晶器作为初始凝固装置,需要将钢水放出,实现热水线冷却水的能量传递,并在最终程度上达到支撑钢的静压力。但是,在现阶段连铸工程项目设计的过程中,其工程设计中仍然存在着一定的限制因素[1],所以,在现阶段连续铸钢结晶器冷却水温差调节以及水量测试中,需要通过对技术项目的优化创新,促进钢产业结构的优化整合。1连续铸钢中结晶器振动的作用分析在连续铸钢中结晶器冷却水温差测量的过程中,通过对结晶器特点的分析,其基本的震动作用可以体现在以下两个方面:a通过结晶器的震动,可以防止铸坯在凝固过程中与结晶器的铜壁发生黏连现象,从而对冷却水温的温差造成影响,同时,在结晶器振动的过程中,需要按照振动的曲线进行周围性铸钢液面以及结晶器铜壁位置的分析,实现对连续铸钢中结晶器冷却水温的合理分析;b有效减少拉坯阻力以及改善铸坯的表面质...  (本文共3页) 阅读全文>>

《冶金自动化》2017年05期
冶金自动化

结晶器热调宽模型参数的研究

钢铁冶金工业是一个国家的战略性产业之一,与国民经济密切相关。连铸作为钢铁生产流程中承上启下的关键环节,是当前中国钢铁生产结构调整与技术升级战略中值得重点关注的核心环节[1]。近年来,连铸工艺已发展到很高的技术水平,以扩大生产范围,提高产品质量,特别是连铸连轧工艺兴起,连铸机必须快速匹配热轧生产节奏,提供满足热轧所需规格尺寸的铸坯[2-3],同时,如何适应小批量、多规格的产品需求,也是钢铁企业重要课题。因此,结晶器热调宽技术应运而生,该技术避免了更换结晶器、二次开浇带来的原材料和时间损失,提高了设备利用率、金属收得率,减少了生产消耗,降低了生产成本,是行业高度关注的连铸核心技术[4]。目前,结晶器热调宽技术已向高速方向发展,如奥钢联热调宽的S模式[5]、新日铁的NS-VWM(快速宽度调整结晶器)技术[6],中冶赛迪的基于楔形坯包络线轨迹的结晶器热调宽控制模型[7-8]。高速热调宽技术的最大特点是窄边的锥度变更与平行移动同时进行,大...  (本文共7页) 阅读全文>>