中薄板坯连铸结晶器浸入式水口的优化设计

通过1∶2薄板坯连铸水模型实验,研究了马钢70mm×1600mm薄板坯连铸结晶器在不同水口结构、不同工艺参数条件下的流场。结果表明:在其他条件相同时,出口面积比为2.34、出口倾角为11.5°的5号水口所对应的流场优于其它水口。

基于现有设备及工艺条件下，板坯连铸机在生产过程中极其容易出现结晶器钢液面卷渣、翻钢以及铸坯表面出夹渣等严重现象。本文主要构建水模型，分析板坯结晶器液卷渣现象，探究其卷渣原因，基于控制水口结构参数以及工艺参数下，对卷渣影响因素进行系统分析，进而提出改进措施。

根据现场调研结果,采用物理模拟和数学模拟相结合的方法,系统地研究了浸入式水口单侧结瘤对结晶器内流场、液渣层以及气泡的影响,同时,还考察了不同体积的结瘤物脱落进入结晶器后的运动轨迹。研究结果表明,水口单孔结瘤将导致结晶器两侧流场不对称。相比较于结瘤侧,未结瘤侧流量增加,流股冲击增强,保护渣卷入钢液的几率增大,同时,未结瘤侧的气泡数量增多,气泡穿透深度增大。此外发现,不同体积结瘤物脱落进入结晶器后,粒径较大者更容易上浮至结晶器液面。

研究了南京钢铁集团公司炼钢厂1000mm×180mm板坯连铸结晶器喂铝丝的工艺,结果表明,在铸坯拉速1.09～1.22m/min、铝丝喂速15～20m/min、喂铝量167.26～249.61g/t时,铸坯al含量均匀,改善了q345q钢板材的机械性能。

通过分析韶钢宽板坯连铸机浸入式水口在生产过程中出现的各种问题,改进浸入式水口的材质、尺寸结构,优化结晶器内钢水的流动状态和温度分布,规范水口烘烤,不仅提高水口使用寿命,减少了生产事故,还提高铸坯质量,取得了显著的效果。

主要阐述了承钢提钒钢轧二厂为提高产品质量,降耗增效,提出了结晶器流场存在的问题,围绕着改善结晶器流场的思路,重点从保护浇注、振动、浸入式水口方面入手对结晶器流场进行了优化,在生产中取得了显著效果。

国内某厂2台板坯连铸机在生产过程中,发生的粘结漏钢事故全部集中在1号铸机之上。观测发现1号铸机生产的铸坯表面振痕相对更为紊乱,因此结晶器振动状态不良是造成粘结漏钢的主要原因,有必要对其进行检测。设计并制造了一种便携式板坯连铸结晶器振动检测装置,其由数据处理计算机、数据线、加速度传感器组成,同时开发了一套界面友好、操作简便的振动检测系统软件,可对结晶器振动情况进行检测和数据采集,并通过软件快速自动生成关于结晶器振动频率、振幅、偏摆、振动速度、振动位移及轨迹的分析报告,具有装卸简便、稳定可靠、精度高的特点。检测结果表明,1号铸机的结晶器振动偏摆量可达到0.6mm以上,振动速度曲线不符合正弦函数规律。为此,对该铸机的结晶器振动装置进行了改进,粘结漏钢频率由6次/月降低到0~1次/月。

对不锈钢304板坯连铸浸入式水口堵塞状况进行了探讨,对水口内壁所形成的明显三层物质及其形成原因进行了分析,并提出了改善水口堵塞的措施。

研究了水口结构对南钢板坯连铸机结晶器内钢水流动特性的影响.水模实验结果表明,现行水口结晶器内液面波动大且存在明显裸露并有严重的卷渣现象,不能满足提高拉速的需要。在不改变水口其他结构参数和插入深度条件下,适当增加浸入式水口出口面积,既能保证液面活跃,化渣良好,又能消除卷渣现象.现场实际应用结果表明,优化水口既能实现提高拉速的目的,还能提高铸坯质量.

通过数值模拟研究了304不锈钢200mm×1550mm板坯结晶器内用原水口时的钢液流场及钢-渣界面的特征。结果表明,原水口的结晶器流场的上回流过强,钢-渣界面的不稳定,结晶器窄边渣液层薄,易发生卷渣和钢液裸露;最优化水口结构为将原水口v型底部改成凹型、增加水口出口形状的锥度、向上倾角10°。

连铸结晶器是连铸机的关键部件之一，它的形状与尺寸，直接关系到浸入式水口和塞棒的 设计。在连铸耐火材料生产厂，在设计浸入式水口和塞棒时，往往要根据连铸结晶器的形状、 大小和长度，确定浸入式水口插入结晶器部分的直径和长度；确定出钢口的数量、形状和尺 寸。还要根据结晶器振幅大小、渣线层厚度和双渣线操作位置确定浸入式水口的渣线位置和 长度。 为了控制浸入式水口进入结晶器的钢水流量，还要确定浸入式水口的碗部（水口窝）形 状和与其匹配的塞棒棒头。最后还要根据钢厂连铸浇注的钢种、钢水处理的方式和连浇时间， 确定浸入式水口和塞棒的材质。 浸入式水口的设计 1浸入式水口碗部 浸入式水口碗部，如图1，a和b所示。浸入式水口头部的外部形状有两种形式：图1-a 为圆锥体；图1-b为圆柱体与圆锥体的组合。 为了叙述方便：命名φa为水口圆锥体或圆柱体上口面外径，即浸入式水口头部的

介绍板坯连铸机结晶器监控系统(漏钢预报系统)的工艺特点、基本结构和工作原理,通过精确的检测手段,来实现实际生产中的漏钢预报功能,对目前造成系统误报的因素进行分析,提出优化方案,取得好的生产效果。

针对板坯连铸过程,建立了钢液流动、传热、凝固的三维耦合数值计算程序,计算、分析了浸入式水口底部开孔与否对连铸过程钢液的流动、凝固特征的影响.计算结果表明,浸入式水口下部的开孔可以有效地抑制下回流区的长度,有利于形成较为稳定的凝固坯壳,特别是可以防止一般水口在角部附近大面的拉漏.同时对于均匀断面温度有一定的作用,因此保留下部开孔是有益的.

针对薄板坯连铸低碳铝镇静钢结晶器液位波动的问题,从现场操作、工艺优化、设备维护等方面对造成液位波动的原因及影响因素进行了分析。在此基础上采取了相应的措施,使浇铸过程中结晶器液位波动到了很好的控制,满足了生产需求。

以150mm×1600~3250mm宽板坯连铸结晶器为研究对象,利用大型商业软件ansyscfx10.0建立了1个三维有限体积模型,对结晶器内钢液的流动进行数值模拟。研究了拉速、浸入深度、水口倾角、断面宽度等工艺参数对结晶器内流场和窄面冲击压力的影响。结果表明:随着拉速的增大,表面流速和钢液对窄面的冲击压力都显著增加,采用较大的水口倾角和浸入深度,可以抑制液面波动,减少卷渣。

以承德钢铁厂板坯连铸结晶器为原型,采用1∶1的水模型进行试验,研究了拉速、浸入式水口出口角度、水口浸入深度、水口底面结构及结晶器断面宽度等工艺参数对板坯结晶器内表面流速的影响。结果表明:拉速对表面流速的影响最大,随着拉速的提高,结晶器内钢液表面流速明显增大,当断面宽度为1650mm,拉速由0.7m/min提高到1.4m/min,表面流速由0.04m/s提高到0.1m/s;波浪面结构的浸入式水口表面流速效果最优。

利用数值模拟方法对比分析了不同浸入式水口倾角角度下结晶器内钢水流场和温度场的分布情况。结果表明,在同一结晶器断面宽度和工艺参数条件下,随着水口侧孔倾角角度的增加,侧孔注流在窄面的冲击位置上升,冲击强度减小,钢液面处钢水卷渣和液面裸露的几率增加,钢液面处钢水温度增加。其中,当水口侧孔角度为向上0°和5°时,钢液面处钢水表面流速变化相对较小,说明对于该断面不锈钢板坯,水口侧孔倾角角度在0°～5°范围内时在利于铸坯质量的提高.

基于热电偶实测温度,建立了包晶钢宽厚板坯连铸结晶器有限元传热模型和热流密度非线性估算模型.应用模型反算获得包晶钢宽厚板坯结晶器的热流密度,在与热平衡计算得到的平均热流密度进行比较后,阐述了模型的有效性,并分析了实际生产条件下结晶器铜板的温度分布规律.结晶器宽面和窄面的平均热流密度分别为1.141和1.119mw·m~(-2).温度在靠近结晶器背面呈波浪形分布,最大温差为29.6℃,然而在远离背面位置,温度变化平缓.随距弯月面距离的增加,温度呈降低趋势,然而在距结晶器出口附近出现回温现象.同时宽厚板坯连铸结晶器的热流密度和温度分布均有别于传统板坯连铸.

对唐山国丰ф1450中薄板坯连铸连轧工程地质情况进行了详细的介绍,通过方案比选决定采用水泥粉煤灰碎石桩(cfg桩)进行地基处理,具体阐述了cfg桩在该工程中的应用,从而大大地节约了投资,取得了很好的经济效益。

近日，济钢1700中薄板坯连铸连轧工程开工建设，标志着山东省即将结束无薄板的历史。

针对不锈钢板坯结晶器的特点建立了数学模型,考察了浸入式水口的出钢孔倾角、插入深度、拉速、板坯宽度等对结晶器内钢液流场的影响,为实际生产中浇注工艺参数的确定提供了理论依据,并在其后的生产中得到了应用。

对帘线钢用连铸浸入式水口材质和钢液的相互作用进行试验研究。结果表明,使用后的水口内表面层耐火材料中al2o3含量由于发生脱碳反应而升高,c基本消失,cao含量由于钢中夹杂物黏附而升高;使用后的水口由于钢液的冲刷和侵蚀存在损坏情况,造成高al2o3含量的耐火材料脱落进入钢水中,污染钢液,使钢中出现al2o3夹杂物,这种夹杂成为帘线钢后续加工过程的裂纹源,严重影响帘线钢质量。