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连铸板坯在辊道输送和堆冷过程中的温度场研究

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连铸板坯在辊道输送和堆冷过程中的温度场研究

作者：马环重庆大学

学位级别：硕士

连铸坯热送热装技术不仅能降低能源消耗，还具有减少铸坯堆放场地、缩短生产时间，提高铸坯质量和产量等优点，其应用程度已成为衡量钢铁生产技术水平的新技术指标，它推动了钢铁生产向连续化、低成本和高质量方向发展。重庆钢铁集团(... 详细信息

连铸坯热送热装技术不仅能降低能源消耗，还具有减少铸坯堆放场地、缩短生产时间，提高铸坯质量和产量等优点，其应用程度已成为衡量钢铁生产技术水平的新技术指标，它推动了钢铁生产向连续化、低成本和高质量方向发展。重庆钢铁集团(以下简称重钢)新区于2009年12月投产，其工艺设计是要实现连铸坯的热送热装比例大于85%。要实现热送热装，连铸机装面临的首要任务是生产无缺陷坯，在此基础上，合理地提高铸坯温度。为实现该目标，本文建立了连铸坯凝固过程、辊道输送过程和堆冷传热数学模型，运用有限差分法离散传热微分方程，并在***平台上利用C#语言开发了相应的模拟软件。采用模拟软件对某生产工艺条件下连铸板坯温度进行了模拟计算，得到了铸坯凝固、输送和堆冷过程的温度分布和变化，将模拟计算结果与生产现场测得数据进行对比，表明建立的数学模型能够真实反映实际生产过程的传热情况。对凝固传热模型的验证和应用之一是针对300×2000mm2断面的低合金高强度钢铸坯角部横裂纹问题，结合高温延塑性实验和铸坯温度模拟结果分析了角部横裂纹产生的原因。利用本文开发的计算软件，对Ⅴ区的边部喷嘴进行偏喷嘴改造以提高铸坯角部温度的方案进行了计算和论证，最终促成了角横裂问题的基本解决。冷却强度、拉坯速度等浇铸参数对最终铸坯热履历和质量有重要影响。模拟结果表明：若改变二冷区其中某一冷却区的喷水冷却强度时，只会对该冷却区以及与该冷却区域随后相邻的冷却区的连铸板坯表面温度产生大的影响，而随后几个冷却区所受的影响将逐渐被削弱。可根据铸机的具体情况和所浇钢种的特点适当降低二冷喷水强度，延长凝固末端潜热的释放位置，提高连铸坯温度。本文分别比较了辊道输送过程中铸坯不同初始温度不同输送环境温度对铸坯温降的影响，并进一步分析认为在现行连铸生产工艺和输送制度下，铸坯表面及皮下一定范围内的温度处于两相区，不宜进行热装。堆冷传热数学模型对比分析了环境温度、堆垛块数和板坯厚度对堆冷铸坯温度的影响，并计算得出不同规格、不同堆放形式的铸坯达到传统冷装温度所需堆放时间，为实际生产过程中堆放场地、堆放时间的安排提供了理论指导。炼钢厂经常通过铸坯堆冷来降低铸坯中的氢含量。氢的扩散系数与温度有关，本文依托堆冷传热数学模型建立了氢一维扩散数学模型。该模型有助于计算和分析堆冷多长时间才可以避免白点、氢脆等问题的产生。

关键词：数值模拟输送堆冷氢扩散

06Cr13不锈钢连铸板坯堆冷温降速率分析

同方学位论文库评论

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四川冶金 2014年第3期36卷 8-10页

作者：孟宪伟赵树民吕玉新亓曾桦山东泰山钢铁集团有限公司山东莱芜271100

06Cr13不锈钢连铸板坯(以下简称板坯)的组织结构具有一定的特殊性,该牌号板坯对温度变化的敏感性较强,在冷却速度过快或低温状态下有明显的脆性,在板坯柱状晶间和表面容易出现裂纹,有此缺陷的钢坯在轧制钢带时易出现孔洞等缺陷,针对此... 详细信息

06Cr13不锈钢连铸板坯(以下简称板坯)的组织结构具有一定的特殊性,该牌号板坯对温度变化的敏感性较强,在冷却速度过快或低温状态下有明显的脆性,在板坯柱状晶间和表面容易出现裂纹,有此缺陷的钢坯在轧制钢带时易出现孔洞等缺陷,针对此情况采用了堆冷后修磨的方法,对缺陷数量的降低有一定的效果,通过咨询以及经验判断,有两种堆冷时间,一种是堆冷3天,一种是堆冷5天,均无数据支持,为得到一个明确的结论,合理的确定堆冷时间,经过几天的实际温降测量,掌握了第一手的温降资料。

关键词： 06Cr13 连铸板坯堆冷两相组织

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钢板堆冷过程温降计算

轧钢 2017年第4期34卷 6-11,15页

作者：路士平宁林新顾林豪王海宝首钢技术研究院北京100043

在实际测量钢板温度的基础上,结合有限元分析对堆垛钢板的温度场进行了预测计算。针对厚度为30、40、50、80、100mm5种规格的钢板,堆垛高度为1.0、2.0m,下线温度为300、400℃的不同工况进行了计算,预测了不同堆冷工艺下钢垛不同位置的... 详细信息

在实际测量钢板温度的基础上,结合有限元分析对堆垛钢板的温度场进行了预测计算。针对厚度为30、40、50、80、100mm5种规格的钢板,堆垛高度为1.0、2.0m,下线温度为300、400℃的不同工况进行了计算,预测了不同堆冷工艺下钢垛不同位置的温度场变化趋势。

关键词：中厚板堆冷温度场有限元

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中厚板堆冷温度场有限元模拟

安徽工业大学学报（自然科学版） 2009年第3期26卷 258-261页

作者：陈燕袁晓敏郭文生安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002

利用ANSYS分析软件模拟中厚板16MnR堆冷的温度场,采用JMat-pro软件计算热物性参数,通过试块实测温降曲线来校正模型。结果表明:试块的模拟结果和实验结果吻合较好,计算值和实测值的差小于12℃。把校正后的模型及各项参数应用于实际生产... 详细信息

利用ANSYS分析软件模拟中厚板16MnR堆冷的温度场,采用JMat-pro软件计算热物性参数,通过试块实测温降曲线来校正模型。结果表明:试块的模拟结果和实验结果吻合较好,计算值和实测值的差小于12℃。把校正后的模型及各项参数应用于实际生产过程中的堆垛预测,如中厚板16MnR堆垛1m,环境温度为25℃,精整拆堆时要求心部温度200℃以下,所需要的参考堆垛时间至少为33h;堆垛1.5m至少需要43h。

关键词：中厚板堆冷温度场有限元模拟

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LF单联堆冷工艺生产X70管线钢研究

LF单联堆冷工艺生产X70管线钢研究

“第十届中国钢铁年会”暨“第六届宝钢学术年会”

作者：初仁生刘金刚李战军首钢技术研究院

本文炼钢工艺采用单联工艺的方法生产较薄规格的X70管线钢（厚度不大于16.1mm）,即转炉→LF精炼→Ca处理→连铸→堆冷,在保证产品质量的情况下取消RH精炼工艺,降低了成本,增加了生产效率。利用扫描电镜（SEM+EDS）等对某厂LF单联堆冷工... 详细信息

本文炼钢工艺采用单联工艺的方法生产较薄规格的X70管线钢（厚度不大于16.1mm）,即转炉→LF精炼→Ca处理→连铸→堆冷,在保证产品质量的情况下取消RH精炼工艺,降低了成本,增加了生产效率。利用扫描电镜（SEM+EDS）等对某厂LF单联堆冷工艺生产的较薄规格的中厚板X70管线钢进行全面分析。从钢中气体含量控制和钢中非金属夹杂物控制两个角度分析发现,厚度不大于16.1mm的X70管线钢可以用LF单联工艺进行冶炼。研究表明采用LF单联堆冷工艺冶炼的X70管线钢成分满足要求,在堆冷条件下,钢中气体成分H含量和N含量满足要求,非金属夹杂物各类评级均在1.5以下,钢板探伤和钢坯内部质量满足要求。同时提出X70管线钢非金属夹杂物的控制策略为小尺寸、成分单一的高熔点类钙镁铝酸盐类非金属夹杂物。

关键词：非金属夹杂物 LF单联堆冷控制策略

来源： cnki会议评论

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板坯堆冷对元素扩散的影响研究

板坯堆冷对元素扩散的影响研究

2005中国钢铁年会

作者：王国连宁林新朱志远马瑞金首钢第二炼钢厂首钢技术研究院首钢技术研究院首钢第二炼钢厂

本文利用非稳态扩散的菲克第二定律的传质方程,建立了12块板坯堆冷过程中的元素扩散—维数学模型,同时将实际测量得到的12块板坯的温度场应用于模型中对其扩散机理进行了研究,从中得到元素扩散的变化规律,从而为堆冷工艺提供了理论基础。

关键词：连铸板坯堆冷扩散模型

来源： cnki会议评论

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连铸-热轧区段大板坯温度变化规律研究

钢铁 2009年第10期44卷 31-35页

作者：朱正海仇圣桃干勇岳尔斌钢铁研究总院连铸中心北京100081

针对连铸-热轧区段的工艺技术界面,通过数学模拟和现场实测的方法研究了典型大板坯生产流程连铸、辊道输送、堆冷、加热等单元内连铸坯的温度变化规律。结果表明：在750～900℃范围内对铸坯进行辊道输送,不同断面铸坯相同位置以及不同... 详细信息

针对连铸-热轧区段的工艺技术界面,通过数学模拟和现场实测的方法研究了典型大板坯生产流程连铸、辊道输送、堆冷、加热等单元内连铸坯的温度变化规律。结果表明：在750～900℃范围内对铸坯进行辊道输送,不同断面铸坯相同位置以及不同输送温度时铸坯相同位置的冷却速率差异都较小,而铸坯断面中心与表面的冷却速率差异显著,铸坯窄面中心、宽面中心、断面中心的冷却速率分别为6.3、7.0、8.7℃/min;堆冷铸坯的冷却速率为8.1～14.2℃/h;铸坯热装时表面和心部的热履历差异较大。

关键词：连铸-热轧区段界面辊道输送堆冷温度

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大方坯含硫钢表面纵裂纹成因分析与控制

连铸 2022年第3期47卷 51-55页

作者：刘亮湖南华菱湘潭钢铁有限公司五米宽厚板厂湖南湘潭411101

针对大方坯含硫钢表面纵裂纹问题,对裂纹缺陷进行了金相、能谱观察,发现纵裂纹在铸坯出结晶器后发生;通过高温热塑性测试和组织析出区间的确定,分析了硫加入对钢的高温热塑性和组织析出区间的影响,确认在900℃以下第三脆性区间,奥氏体... 详细信息

针对大方坯含硫钢表面纵裂纹问题,对裂纹缺陷进行了金相、能谱观察,发现纵裂纹在铸坯出结晶器后发生;通过高温热塑性测试和组织析出区间的确定,分析了硫加入对钢的高温热塑性和组织析出区间的影响,确认在900℃以下第三脆性区间,奥氏体晶界形成的先共析铁素体弱化了晶界强度,在热应力、组织应力、机械矫直应力的作用下发生晶界开裂是导致含硫钢表面纵裂纹的根本原因。在此基础上开展了保护渣优化、二冷区改造、铸坯加热和堆冷过程保温等工艺研究。研究结果表明,提高保护渣碱度、降低保护渣熔点和黏度、延长二冷区长度、规范加热和堆冷工艺,大方坯含硫钢铸坯表面纵裂纹得到了较好控制,因纵裂纹导致的圆钢钢质原因修磨率从20%降低到5%以下。

关键词：含硫钢纵裂纹黏渣铸坯回温堆冷加热

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65Mn热轧带钢开裂缺陷分析及控制

中国冶金 2019年第5期29卷 74-78页

作者：卞皓上海梅山钢铁股份有限公司热轧厂生产技术室江苏南京210039

针对65Mn热轧带钢在生产过程中出现的开裂缺陷,从成分分析、检测、原理、试验几个完整的方面进行研究,主要包括化学成分检验、金相分析、开裂断口扫描、显微硬度检测及轧后冷却方式试验对比。结果表明,马氏体相变产生的内应力超过了带... 详细信息

针对65Mn热轧带钢在生产过程中出现的开裂缺陷,从成分分析、检测、原理、试验几个完整的方面进行研究,主要包括化学成分检验、金相分析、开裂断口扫描、显微硬度检测及轧后冷却方式试验对比。结果表明,马氏体相变产生的内应力超过了带钢的抗拉强度是导致65Mn带钢表面开裂的主要原因。针对该问题,通过增加侧喷吹扫能力、提高层冷冷却均匀性、避免堆冷轧后冷却工艺等措施,避免了带钢发生局部过冷及马氏体相变,解决了65Mn热轧带钢的开裂缺陷,满足了下游用户的应用需求。

关键词： 65Mn 开裂马氏体层流冷却堆冷