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连铸板坯辊式电磁搅拌多场耦合模拟

杨骥 , 任兵芝 , 韩志伟 , 沈厚发

连铸 doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20150030

基于库伦规范的Maxwell方程组与标准k-ε湍流模型,在考虑铸机结构与铸坯凝固的条件下建立了电磁搅拌传输数值计算的模型.研究了连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌凝固坯壳形状与钢液流场的相互影响.结果表明:相对于不考虑凝固,凝固坯壳明显减弱了电磁搅拌强度;凝固坯壳使得钢液流速降低,回流区影响范围减小.电磁搅拌作用下的流场与传热影响凝固坯壳的形状.

关键词: 连铸 , 电磁搅拌 , 电磁场 , 流场 , 凝固坯壳

凝固坯壳对高拉速板坯连铸结晶器钢水流动特征的影响

黄琦 , 熊霄 , 邓小旋 , 王新华 , 王万军 , 姜敏

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140320

采用全比例的水力学模型,利用刺激-响应法、波高传感器、流速仪研究了考虑凝固坯壳时高拉速板坯连铸结晶器内的钢水流动、液面特征与卷渣特征。结果表明:考虑凝固坯壳后钢液到达液面的时间缩短;在高拉速条件下(2.4 m/min),有坯壳时结晶器液面最大平均波高与表面流速比没有坯壳时分别大31%和17.5%,使卷渣更容易发生。其主要原因在于考虑坯壳后结晶器下部钢液的自由流动空间变小,下回流的钢液流动受到抑制,上回流的能量变大。所以在高拉速结晶器水模拟试验过程中,有必要考虑凝固坯壳的影响。

关键词: 凝固坯壳 , 结晶器 , 水模型 , 高拉速 , 板坯连铸

水口类型对大方坯结晶器内钢水流动与凝固行为的影响

孙海波 , 张家泉 , 王敬慧

钢铁研究学报

采用数值计算方法对比研究了直通式、4分径向以及新型4分切向水口对大方坯连铸结晶器内钢水流动与凝固行为的影响.结果表明,当前常用的直通式水口对坯壳无冲击,利于坯壳均匀生长,但钢水冲击深度大,易在弯月面处形成死区,不利于大方坯内部及表面质量的提高;改用4分水口浇铸时,结晶器宽、窄面冲击区附近都会出现不同程度的坯壳厚度零增长区域.但采用4分切向水口可明显减弱射流对坯壳的冲击,结晶器横截面上的凝壳厚度沿周向更加均匀.此外,结晶器内弯月面处的死区基本消除,钢液面处温度可提高4.48~5.6℃,有利于结晶器内钢水过热耗散及保护渣的熔化.结晶器出口处的宽、窄面中点坯壳厚度分别达到20.1mm和20.8mm,为提高大方坯的拉速创造了可能.

关键词: 大方坯连铸 , 结晶器 , 4分水口 , 凝固坯壳

连铸坯集肤表层电磁激励超声场模拟

欧阳奇 , 陈希梦 , 张兴兰 , 彭松

钢铁研究 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150139

为研究连铸二次冷却区凝固坯壳厚度电磁超声无损检测机理,分析了连铸坯表面振痕对超声波信号的影响.利用有限元分析方法,建立螺旋线圈电磁超声换能器在连铸坯表面的电场、磁场、力场和声场的耦合模型.并以贝塞尔曲线方程模拟表面振痕,分析了表面振痕对连铸坯集肤表层的涡流、磁场、力场等分布规律的影响.实验结果验证了仿真分析中模型和仿真结果的正确性,为设计连铸过程凝固坯壳厚度电磁超声无损检测装置提供了理论参考依据.

关键词: 连铸 , 无损检测 , 凝固坯壳 , 电磁超声

连铸工艺参数对板坯凝固终点的影响

阮细保 , 田玉石 , 徐李军 , 张兴中

连铸 doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20160073

以Q235钢为试验对象,利用射钉法在铸坯1/4位置处测量出230 mm×1 510mm断面在1.05 m/min拉速下的坯壳厚度,以此为基础,优化凝固计算模型,确定液相穴长度及凝固终点,并验证了铸机预报结果;通过计算结果分析连铸拉速、浇铸过热度及二冷比水量等工艺参数对连铸板坯的凝固终点位置的影响,得到了液芯长度与拉速、比水量等工艺参数之间的拟合关系,从而获得铸坯的凝固规律,为铸坯凝固末端轻压下及电磁搅拌技术的应用提供了有效的依据.

关键词: 板坯连铸 , 工艺参数 , 凝固终点 , 轻压下 , 凝固坯壳

射钉法在铸坯凝固终点预报模型中的应用

谢桂强 , 徐李军 , 邹锦忠 , 廖德桥 , 马鹏 , 张亚君

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150142

为了精确掌握连铸机的综合冷却特性,验证铸机模型计算的准确性,进而为优化二次冷却制度提供依据,采用射钉法分别对新钢3号特厚板连铸机中碳钢和高碳钢进行了射钉试验,测量出典型工况条件下矫直区前后位置处铸坯凝固坯壳厚度,并以测得的凝壳厚度为边界模拟预报出凝固终点的位置。从模型计算预报的结果来看,中碳钢在典型工况条件下凝固终点的位置距离弯月面的距离为33.7 m,而高碳钢在典型工况条件下凝固终点的位置距离弯月面的距离为27.6 m。射钉试验与凝固模拟相结合预报的凝固末端为末端大压下位置设定提供了理论依据。

关键词: 射钉法 , 特厚板坯 , 凝固坯壳 , 凝固终点

板坯凝固过程夹杂物运动行为

赵晶晶 , 程树森 , 吴狄峰

钢铁研究学报

利用数值模拟的方法对结晶器中的钢液流动、传热凝固以及夹杂物运动进行了耦合计算.研究表明,钢液对结晶器窄面的冲击严重,导致在冲击点附近的凝固坯壳较薄.夹杂物越大、拉速越小,越有利于夹杂物上浮至自由液面.小颗粒夹杂在结晶器中并不能被有效去除.对于粒径为50 μm的夹杂物.当拉速为1 m/min时其上浮率仅为46%,有37%的夹杂物被凝固坯壳捕捉.夹杂物被坯壳捕捉的位置多集中在窄面和宽面靠近窄面处,而在水口下方被捕捉的夹杂物数量则较少.

关键词: 结晶器 , 凝固坯壳 , 夹杂物

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