為研究連鑄過程中高溫區δ鐵素體含量對凝固傳熱的影響,采用商業有限元軟件ansys,利用單元生死技術,對316不銹鋼板坯的澆注過程進行了模擬。采用2-d模型,分別計算了δ鐵素體含量為0、25%、50%、75%及100%時坯殼出口溫度、坯殼厚度及表面溫度的變化,探討了坯殼生長及厚度變化規律。結果表明,隨著δ鐵素體含量升高,坯殼出口溫度升高,表面溫度變化劇烈,坯殼的出口厚度減薄。

通過數值模擬研究了304不銹鋼200mm×1550mm板坯結晶器內用原水口時的鋼液流場及鋼-渣界面的特征。結果表明,原水口的結晶器流場的上回流過強,鋼-渣界面的不穩定,結晶器窄邊渣液層薄,易發生卷渣和鋼液裸露;最優化水口結構為將原水口v型底部改成凹型、增加水口出口形狀的錐度、向上傾角10°。

1前言結晶器保護渣是一種合成渣，通常用在鋼的連續澆鑄過程中，特別是板坯的連續澆鑄中。澆鑄時將保護渣加入到熔池內鋼液表面，由于鋼液的傳熱作用，保護渣被熔化并流入到結晶器器壁和凝固坯殼之間的縫隙中。連鑄中所使用的結晶器保護渣應滿足以下幾個要求：

利用數值模擬方法對比分析了不同浸入式水口傾角角度下結晶器內鋼水流場和溫度場的分布情況。結果表明,在同一結晶器斷面寬度和工藝參數條件下,隨著水口側孔傾角角度的增加,側孔注流在窄面的沖擊位置上升,沖擊強度減小,鋼液面處鋼水卷渣和液面裸露的幾率增加,鋼液面處鋼水溫度增加。其中,當水口側孔角度為向上0°和5°時,鋼液面處鋼水表面流速變化相對較小,說明對于該斷面不銹鋼板坯,水口側孔傾角角度在0°～5°范圍內時在利于鑄坯質量的提高.

采用商業有限元軟件的熱-力耦合模型,對304不銹鋼板坯在結晶器內的坯殼溫度及變形進行數值模擬。計算出304不銹鋼板坯在結晶器內溫度場分布和變形,在此基礎上探討了坯殼生長、收縮的規律。

為研究結晶器內鋼液流場,通過對工藝參數的優化,進一步提高鑄坯質量,以天津鋼鐵集團有限公司4#-vai板坯連鑄結晶器為原型進行水模試驗,通過調節拉速、水口浸入深度,研究了結晶器內流場形態、液面波動、流場沖擊深度和保護渣形貌等的變化情況。模擬試驗表明,在現有參數和水口尺寸情況下,結晶器流場合理、液面渣層平穩、坯殼厚度均勻,能夠滿足鑄坯質量要求。

由于鋼種特點,連鑄馬氏體不銹鋼板坯容易產生裂紋缺陷,影響生產節奏和修磨效率;同時,由于采用通用型保護渣,也無法針對馬氏體不銹鋼板坯質量問題做出進一步改進。因此,嘗試馬氏體不銹鋼板坯連鑄保護渣的國產化研制和使用,通過保護渣堿度、caf等的不同范圍與保護渣結晶、黏度性能的關系研究,確定采用高堿度、低黏度、高結晶性的保護渣設計原則,并由此得出了適應馬氏體不銹鋼板坯連鑄的保護渣設計方案。實際使用過程中,板坯縱裂率下降幅度達到30%,證明了馬氏體不銹鋼連鑄板坯保護渣設計和研制的合理性和可行性。

在分析304奧氏體不銹鋼凝固特性的基礎上,研制開發了板坯連鑄304奧氏體不銹鋼用td601結晶器保護渣。td601結晶器保護渣有較強的吸附夾雜物的能力,具有較好的穩定性、適用性,能滿足生產現場的工藝要求。現場試驗,鑄坯修磨率降低、成品材質量優級率提高。

根據現場調研結果,采用物理模擬和數學模擬相結合的方法,系統地研究了浸入式水口單側結瘤對結晶器內流場、液渣層以及氣泡的影響,同時,還考察了不同體積的結瘤物脫落進入結晶器后的運動軌跡。研究結果表明,水口單孔結瘤將導致結晶器兩側流場不對稱。相比較于結瘤側,未結瘤側流量增加,流股沖擊增強,保護渣卷入鋼液的幾率增大,同時,未結瘤側的氣泡數量增多,氣泡穿透深度增大。此外發現,不同體積結瘤物脫落進入結晶器后,粒徑較大者更容易上浮至結晶器液面。

歸功于達涅利不斷的技術革新,比利時阿塞洛米塔爾industeel鋼廠成功生產355mm厚度不銹鋼連鑄板坯。比利時阿塞洛米塔爾industeel鋼廠板坯連鑄機成功生產全球最厚的不銹鋼板坯(355mm)。改造的鋼廠設計用來生產特殊鋼(如碳錳鋼hic-s355,a387鉻-鉬鍋爐用鋼,高限彈力鋼,不銹鋼-奧氏體304-316-雙相鋼),連鑄機設計最大厚度

建立了連鑄板坯凝固傳熱與自由線收縮計算模型。揭示了不銹鋼板坯連鑄凝固與冷卻過程線收縮的一般規律,為鑄機基礎輥縫錐度曲線的設計提供了合理依據。針對304不銹鋼板坯連鑄,結合實際生產冷卻條件的計算分析表明:連鑄過程板坯厚度的自由線收縮在二冷初期較為平緩,二冷后期鑄坯凝固末端附近為快速線收縮階段;目標表面溫度下,拉速對板坯厚度線收縮量與線收縮率差異影響顯著;板坯斷面厚度影響次之,澆鑄過熱度影響不明顯。此外,板坯厚度的線收縮沿寬向分布并不均勻,其中角部附近的線收縮量最大,不同部位的線收縮范圍構成了該鋼種連鑄的輥縫設定操作窗口。

以150mm×1600~3250mm寬板坯連鑄結晶器為研究對象,利用大型商業軟件ansyscfx10.0建立了1個三維有限體積模型,對結晶器內鋼液的流動進行數值模擬。研究了拉速、浸入深度、水口傾角、斷面寬度等工藝參數對結晶器內流場和窄面沖擊壓力的影響。結果表明:隨著拉速的增大,表面流速和鋼液對窄面的沖擊壓力都顯著增加,采用較大的水口傾角和浸入深度,可以抑制液面波動,減少卷渣。

采用數值模擬的方法,建立了描述某廠結晶器內鋼液流動的數學模型;用有限體積法求解,研究了結晶器內的鋼液流動行為,詳細分析了結晶器浸入式水口(sen)插入深度、側孔傾角和拉速對結晶器內鋼液流場的影響。得出了適合該廠連鑄工藝條件的浸入式水口形式和拉坯速度,即水口合理的出口傾角應為向下15°左右;在水口結構一定條件下,水口插入深度140～170mm比較適宜;合理的拉速應控制在1.4～2.0m/min。

采用三維有限元技術,研究了連鑄過程中高溫區δ鐵素體含量對鋼水凝固的影響。通過對316不銹鋼板坯澆鑄過程的模擬,獲得了凝固過程中δ鐵素體含量對坯殼出口溫度、角部溫度及坯殼厚度變化的影響規律。研究發現鐵素體含量能夠極大增加坯殼縱向溫度,但對橫向溫度的梯度的變化影響較小。通過分析橫向溫度的變化,確定在距角部40mm左右處坯殼最薄。同時,也研究了出口坯殼厚度變化規律,隨著δ鐵素體含量的增加,出口處坯殼厚度逐漸減小,厚度差逐漸變大。

數值模擬了板坯結晶器內鋼液的綜合冶金行為。結果表明:鋼水的流動狀態主要決定于浸入式水口鋼水射流形態和強度。在已經給定浸入式水口工作端的條件下,由于水口吐出孔附近存在低壓抽引回流區,所以鋼水僅從吐出孔下部流出,降低了水口吐出孔的有效利用面積。大斷面會使其彎月面的過熱度降低;坯殼溫度變化主要集中在窄面沖擊區域,該區域坯殼溫度隨鑄坯斷面增加而降低。斷面尺寸為1400mm×230mm和1600mm×230mm的鑄坯,結晶器出口處窄面凝固坯殼厚度能達到11.5mm;對于1800mm×230mm斷面在結晶器出口處窄面凝固坯殼厚度能達到13.4mm。鑄坯寬面坯殼厚度受斷面變化的影響很小。

基于熱電偶實測溫度,建立了包晶鋼寬厚板坯連鑄結晶器有限元傳熱模型和熱流密度非線性估算模型.應用模型反算獲得包晶鋼寬厚板坯結晶器的熱流密度,在與熱平衡計算得到的平均熱流密度進行比較后,闡述了模型的有效性,并分析了實際生產條件下結晶器銅板的溫度分布規律.結晶器寬面和窄面的平均熱流密度分別為1.141和1.119mw·m~(-2).溫度在靠近結晶器背面呈波浪形分布,最大溫差為29.6℃,然而在遠離背面位置,溫度變化平緩.隨距彎月面距離的增加,溫度呈降低趨勢,然而在距結晶器出口附近出現回溫現象.同時寬厚板坯連鑄結晶器的熱流密度和溫度分布均有別于傳統板坯連鑄.

利用數值模擬方法對比分析了不同不銹鋼板坯寬度下結晶器內鋼水流動和溫度分布情況。結果表明,在同一浸入式水口結構和工藝參數條件下,隨著結晶器寬度的增加,側孔注流在窄面的沖擊位置下降,沖擊強度減弱,鋼液面處鋼水卷渣和液面裸露的幾率減小,但液面處鋼水溫度降低。其中,當鑄坯斷面大于1360mm時,結晶器內鋼水對窄面中心的沖擊速度和鋼液面處鋼水表面流速變化不大。綜合表明,該水口澆注不銹鋼板坯的適宜寬度范圍為1360～1600mm.

在以冶金部科技司副司長那寶魁同志為組長的鑒定領導小組和以上鋼三廠王樂基同志為主任委員的鑒定委員會主持下,于1986年2月16～28日在太原召開了冶金部國家技術攻關課題《太鋼不銹鋼立式板坯連鑄機技術鑒定會》,對我國自行設計、制造和安裝的第一臺不銹鋼板坯連鑄機通過了技術鑒

AISI409L鐵素體不銹鋼板坯連鑄過程工藝研究

西門子奧鋼聯公司（siemensvai）9月19日稱，一臺可鑄造世界最厚不銹鋼板坯的單線式連鑄機已于2013年7月在韓國浦項鋼鐵（posco）投入運行。該臺位于浦項鋼鐵4號不銹鋼廠的連鑄機由西門子金屬科技建造，設計年產能為70萬噸奧氏體和鐵素體不銹鋼板坯，

不銹鋼板表面光潔，有較高的塑性、韌性和機械強度，耐酸、堿性氣體、溶液和其他介質的 腐蝕。它是一種不容易生銹的合金鋼，但不是絕對不生銹。 不銹鋼板按制法分熱軋和冷軋的兩種，包括厚度0.5-4毫米的薄板和4.5-35毫米的厚板。 按鋼種的組織特征分為5類：奧氏體型、奧氏體-鐵素體型、鐵素體型、馬氏體型、沉淀硬 化型。 要求能承受草酸、硫酸-硫酸鐵、硝酸、硝酸-氫氟酸、硫酸-硫酸銅、磷酸、甲酸、乙酸等各 種酸的腐蝕，廣泛用于化工、食品、醫藥、造紙、石油、原子能等工業，以及建筑、廚具、 餐具、車輛、家用電器各類零部件。 為了保證各類不銹鋼板的屈服強度、抗拉強度、伸長率和硬度等力學性能符合要求，鋼板交 貨前必須經過退火、固溶處理、時效處理等熱處理。不銹鋼的耐腐蝕性主要取決于它 的合金成分（鉻、鎳、鈦、硅、鋁等）和內部的組織結構，起主要作用的是鉻元素。鉻具有 很高的化學穩定

近日，寶鋼特鋼煉鋼廠通過優化生產組織，在不銹鋼304板坯系列等鋼種生產中，成功組織了1次中間包5連澆生產嘗試。此次中間包5連澆生產，最大的變化是采取了“二加一對一”的生產流程模式，即兩個電爐加一個aod爐對一臺連鑄機。此前，由于受上下游生產能力不匹配影響，該廠一直采取加開一個aod爐的生產模式來滿足生產需要，對生產消耗及成本控制產生了較大壓力。