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连铸坯夹杂物产生原因分析及改进一、引言连铸是现代钢铁生产中常用的一种工艺。
它可以提高生产效率、降低能耗、改善工作环境、减少劳动强度，因此被广泛应用。
在连铸过程中，一些夹杂物的产生会导致产品质量下降、生产效率降低，并严重影响设备寿命。
如何减少夹杂物的产生，提高产品质量，成为生产中亟需解决的问题。
二、夹杂物产生原因分析1.原料质量不稳定连铸坯的原料主要是钢水，而钢水的质量直接影响夹杂物的产生。
如果原料中含有较多的杂质、氧化物等，就会增加夹杂物的产生几率。
而且，原料的成分不稳定也是引起夹杂物产生的一个因素，一旦成分变化，就容易导致夹杂物出现。
2.连铸设备使用不当连铸设备的使用不当也是夹杂物产生的重要原因。
操作不规范、设备维护不到位、温度控制不稳定等都会导致夹杂物的产生。
当温度过高或过低时，容易使得钢水和坯料中的气体凝固，形成夹杂物。
3.连铸工艺参数不合理连铸过程中，工艺参数的设置直接影响了夹杂物的产生。
如果连铸速度过快或者过慢，结晶器冷却不均匀等，都会导致夹杂物产生。
结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数的选择也会影响夹杂物的产生。
4.人为因素在连铸过程中，人为操作失误也是夹杂物产生的一个主要原因。
操作工不熟练、设备检查不到位等都可能导致夹杂物的产生。
而且，人为因素不可控因素多，所以造成夹杂物的产生很容易。
三、改进措施1.原料质量监控首先要保证原料的质量稳定，及时清洁处理原料，确保原料的成分合理、纯净。
加强对原料的把控，对于原料中可能含有的杂质要及时剔除，确保连铸坯的质量。
2.加强设备维护连铸设备是关键的生产装备，要加强对设备的维护。
定期检查、保养设备，确保设备各项功能正常，减少因为设备问题导致的夹杂物的产生。
3.优化连铸工艺对于工艺参数的设置要进行优化，选择合适的连铸速度、结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数，保证连铸坯的质量。
要对工艺参数进行严格的控制，确保温度、速度等参数的稳定。
板坯连铸结晶器内部流场的数值模拟汤磊;张炯明;董其鹏;韩立磊【摘要】连铸结晶器作为控制钢水清洁度的最后环节,结晶器液面波动不仅影响连铸生产的稳定性,还会引起卷渣、拉漏、钢水裸露氧化等.本文采用数值模拟方法,利用Fluent软件的k-ε湍流模型对板坯结晶器内钢水流动状态和液面波动规律现象进行模拟研究,分析了拉速和吹氩量对结晶器内流场的影响.结果表明:随着拉速的不断提升,钢液对铸坯窄面冲击深度不断增大,结晶器内自由液面表面流速增加,液面波动加剧;氩气量增加,钢液对铸坯窄面的冲击位置上移,液面波动剧烈程度增加,容易导致结晶器卷渣和钢水裸露氧化.【期刊名称】《工业加热》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】6页(P46-50,55)【关键词】结晶器;液面波动;拉速;吹氩量【作者】汤磊;张炯明;董其鹏;韩立磊【作者单位】北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TF777.1连铸结晶器作为控制钢水清洁度的最后环节，其内部钢液流动情况对铸坯洁净度有较大影响。
结晶器液波动不仅影响连铸生产的稳定，还会对铸坯质量产生影响[1]。
合理的结晶器流场可以使钢液中夹杂物和气泡上浮，防止卷渣，促使保护渣熔化良好，在坯壳与结晶器之间形成均匀的渣膜，保证连铸润滑和结晶器传热，减少钢液流束对连铸坯初生凝固坯壳的冲刷、熔融，而不稳定、不对称、不均衡的流场将破坏结晶器前生产工序的成果，导致卷渣、裂纹、拉漏等质量和生产事故[2]。
所以，对结晶器流场和液面波动进行研究，对于获得良好的铸坯质量，提高连铸生产效率以及生产洁净钢均具有重要的意义[3]。
多年来，中外冶金学者对结晶器液面波动行为进行了大量数值模拟和现场实验研究[4-11]，研究发现拉坯速度和水口吹氩量对结晶器内流场的影响较为明显，前人的研究大多都是从单个工艺参数进行研究，很少综合这两个因素来分析。
《板坯连铸结晶器内三维流热固耦合数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，板坯连铸作为冶金工业中的重要工艺之一，其技术进步对钢铁产业的可持续发展起着决定性作用。
在板坯连铸过程中，结晶器作为关键设备之一，其内部流场和温度场的分布对铸坯的质量具有重要影响。
为了更准确地描述和优化这一过程，本研究采用了三维流热固耦合数值模拟方法对板坯连铸结晶器内的流动与传热行为进行研究。
二、研究背景与意义传统的板坯连铸过程通常依靠实验观察和经验模型来分析和预测。
然而，这种方法既费时又成本高昂，且难以准确反映结晶器内部复杂的流场和温度场分布。
因此，采用数值模拟方法进行深入研究显得尤为重要。
三维流热固耦合数值模拟技术能够有效地模拟结晶器内的流动、传热和固相变化等复杂过程，为优化连铸工艺、提高铸坯质量提供理论依据。
三、研究方法与模型建立本研究采用三维流热固耦合数值模拟方法，建立了板坯连铸结晶器内的物理和数学模型。
模型考虑了结晶器内部的流动、传热、相变以及材料性质等复杂因素。
通过建立合理的网格系统和边界条件，确保了模拟结果的准确性和可靠性。
四、结果与分析4.1 流场分析通过对结晶器内流场的模拟，我们得到了板坯连铸过程中流体的速度、流向和涡旋等详细信息。
分析表明，结晶器内的流场分布受到多种因素的影响，如浇注速度、结晶器形状和尺寸等。
优化这些参数可以有效改善流场的分布，从而提高铸坯的质量。
4.2 温度场分析模拟结果显示，结晶器内的温度场分布受到流体流动、热量传递和相变等多种因素的影响。
通过对温度场的分析，我们可以了解铸坯在凝固过程中的温度变化规律，为优化连铸工艺提供依据。
4.3 三维流热固耦合模拟结果将流场和温度场的结果进行耦合分析，我们可以得到结晶器内流体流动与传热的相互作用关系。
这有助于我们更全面地了解板坯连铸过程中的物理现象，为优化工艺参数提供有力支持。
五、讨论与展望本研究通过三维流热固耦合数值模拟方法对板坯连铸结晶器内的流动与传热行为进行了深入研究。
《板坯连铸结晶器内三维流热固耦合数值模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，板坯连铸技术作为钢铁生产过程中的关键环节，其工艺流程和设备性能的优化对提高钢铁产品质量和效率具有重大意义。
板坯连铸结晶器是连铸过程中熔融金属液凝固成型的关健设备，其内部的三维流热固耦合现象复杂，直接影响到连铸过程的稳定性和板坯的质量。
因此，对板坯连铸结晶器内三维流热固耦合现象进行数值模拟研究，对于优化连铸工艺、提高生产效率和产品质量具有重要意义。
二、研究背景及意义在板坯连铸过程中，结晶器内部的三维流场、温度场以及固液相变过程相互影响、相互制约，构成了一个复杂的流热固耦合系统。
对这个系统的深入研究，可以帮助我们更好地理解连铸过程的物理机制，优化工艺参数，提高生产效率和产品质量。
此外，通过数值模拟方法对结晶器内部流场和温度场进行模拟，还可以为结晶器设计和优化提供理论依据。
三、研究方法及模型建立本研究采用数值模拟的方法，建立板坯连铸结晶器内三维流热固耦合模型。
首先，根据实际生产过程中的设备参数和工艺条件，建立结晶器三维几何模型。
然后，基于流体动力学、传热学和固液相变理论，建立流场、温度场和相变场的数学模型。
通过耦合这三个物理场，形成三维流热固耦合模型。
四、数值模拟结果及分析1. 流场分析通过对结晶器内三维流场的模拟，我们可以清晰地看到熔融金属液的流动轨迹和速度分布。
在结晶器的不同位置，金属液的流动速度和方向存在明显差异，这主要是由于重力、摩擦力、浮力等多种力的共同作用。
通过对流场的分析，我们可以找到金属液流动的瓶颈区域和优化流动的关键位置。
2. 温度场分析温度场是结晶器内另一个重要的物理场。
通过模拟温度场的变化，我们可以了解熔融金属液的凝固过程和温度分布。
在结晶器的不同位置，温度存在明显差异，这主要受到金属液流动、热量传递和相变等多种因素的影响。
通过对温度场的分析，我们可以找到热量传递的关键区域和优化热传递的途径。
3. 固液相变分析在连铸过程中，熔融金属液在结晶器内逐渐凝固成板坯。
宽板坯连铸结晶器流场和温度场的数值模拟
随着工业生产技术的不断发展，连铸技术已经成为宽板坯的主要生产方式，特别是在钢铁行业中，大量的钢铁产品均采用连铸工艺生产。
宽板坯连铸技术的核心是结晶器，结晶器的流场和温度场是宽板坯质量的关键因素，因此对流场和温度场进行数值模拟研究是必要的。
数值模拟能够对结晶器内部的流场和温度场进行快速、准确的计算，揭示了结晶器内的流场和温度场在宽板坯生产中的重要作用。
本文通过对结晶器内流场和温度场的数值模拟分析，提出了一种优化结晶器设计的方法。
首先，本文基于Navier-Stokes方程和热传导方程，建立了数学模型，考虑结晶器内部的流动载荷、热辐射、传导热和对流换热等因素。
其次，利用Fluent软件进行流场和温度场计算，得到了流场和温度场的数值解。
通过对数值模拟结果的分析，发现结晶器内部的流动较为复杂，主要存在四个涡旋，其中两个涡旋在底部，两个涡旋在上部。
涡旋的存在使得物料在结晶器内部获得了良好的混合，进一步提高了结晶器内物料的质量。
另外，结晶器内部的温度场也十分关键。
通过数值模拟结果可以看出，结晶器内部温度分布不均匀，底部温度较高，而顶部温度较低。
这是由于底部邻近铸坯熔池温度较高，导致底部结晶器的温度较高；而顶部的散热较快，导致顶部结晶器的温度较低。
最后，通过对数值模拟结果的分析得出，改变结晶器底部的形状，减少对流热损失，可以提高结晶器内部的温度分布均匀性，进而提高宽板坯的质量，同时也可以减少不必要的生产成本。
一.大方坯连铸机管式结晶器的应用实践结论(1)管式结晶器的应用不需要大量的设备改进和工艺改进,容易实施;(2)管式结晶器同板式结晶器相比,使用寿命提高,最长在线时间达384h,最高过钢量达2. 34万t以上。
(3)应用管式结晶器能显著提高铸坯表面质量,表面缺陷率降低,冷疤完全消除。
(4)管式结晶器对铸坯外形尺寸合格率的提高有一定作用,对内部质量的影响同板式结晶器相比没有明显的变化,能够适应铸机生产的需要。
二.吹氩板坯连铸结晶器内夹杂物去除的数值模拟结论(1)采用准单相模型和离散相模型可以描述水空气夹杂模拟物体系和钢液氩气夹杂物体系夹杂物行为和去除率，夹杂物去除率与物理模拟结果趋势一致，表明采用这一数值模拟方法是可行的.(2)对所研究的结晶器条件，吹氩有利于夹杂物上浮去除，时间足够长时，上浮率等于去除率. 对相同气量6.0 L/min，夹杂物在拉速 1.3 m/min 时去除率最低. 对相同拉速1.2 m/min，存在临界气量9.0 L/min，在临界气量以下，吹氩可增加夹杂物上浮率，减小进入铸坯率；在临界气量以上，夹杂物上浮率减少，进入铸坯率增大.三、高效连铸下的结晶器优化结论通过结晶器参数的优化实践可以得出以下结论：（1）单一锥度结晶器不能适应以高拉速为特征的高效连铸，采用抛物线锥度是解决这一矛盾的有效途径。
同时注意，抛物线锥度要适应不同钢种的要求，且锥度不能过小。
（2）钢管镀层的好坏，直接影响到结晶器的寿命，为此要加强镀层监控，使其达到技术要求。
（3）上压盖内卡式密封能够有效地减小铜管上口变形，防止漏水事故。
四、结晶器通关在使用中存在的问题及分析结论通过对润滑油的严格控制、结晶器总成的改进和振动台的校正，基本消除了连铸过程中存在的问题，铜管平均过钢量超过35(X)t。
影响结晶器铜管正常使用除自身因素外，结晶器总成设计是否合理、制造精度和振动参数等直接关系到铸坯质量与生产效率五、结晶器液压振动技术在梅山高效连铸中的应用结论(l)结晶器非正弦液压振动通过由不同的上振和下振曲线相互组合构成来实现下振时间短、速度快，上振时间长、速度慢这一振动工艺的要求，在控制振痕深度上等同于高频振动，在影响结晶器保护渣消耗上等同于低频振动，从而克服了正弦振动的不足之处，为高效连铸创造了条件。
