最近,首钢集团有限公司技术研究院的正高级工程师罗衍昭博士及其团队探讨了在汽车制造业快速发展背景下,对冷轧板和镀锌板等产品表面质量要求的不断提高,如何通过实时监测与控制技术来解决高等级汽车用钢连铸过程中结晶器内偏流流场的问题,强调了水口堵塞及其对最终产品质量潜在影响的重要性,并以超低碳汽车板为研究对象,综合分析了国内外在该领域的技术进展。
文中提到,通过对结晶器流场偏流进行量化评估,如计算水口堵塞系数和对称指数S,可以为预测和控制铸坯质量提供科学依据。此外,还介绍了利用热电偶温差和光纤传感器进行温度测量的实时监测技术,这些技术为连续铸钢过程中的质量监控和工艺优化开辟了新途径。
为了有效控制结晶器内的偏流现象,文章详述了几种先进的控制技术,包括电磁控制、水口通电技术以及电磁旋流水口等。这些技术通过调节钢液在结晶器内的流动分布,能够有效抑制流场偏流。文章进一步展望了外加电场在调控钢液中夹杂物行为、提高钢水洁净度方面的应用前景,并指出了探索外加电磁场技术在增强浸入式水口防堵塞与优化结晶器流场方面的潜在价值,这对于实现更高效、更高质量的汽车用钢生产具有重要意义。
相关研究成果以“汽车板连铸结晶器偏流流场监测及控制现状”为题目发表于《钢铁》期刊2024年第59卷第11期。论文作者为:罗衍昭,赵长亮,季晨曦,刘延强,周海忱,黄财德,李海波。
该论文的主要研究结果与结论如下:
文章详细分析了结晶器偏流流场对铸坯表面质量的影响,指出偏流会导致钢水在结晶器内的流动不均,影响温度分布和液位波动,从而增加漏钢风险和表面缺陷。此外,偏流还会导致夹杂物在铸坯中的不均匀分布,严重影响洁净度。
探讨了结晶器流场偏流量化评估方法,如水口堵塞系数的计算和结晶器对称性指数S的应用,为铸坯质量的预测和控制提供了科学依据。介绍了结晶器流场实时监测技术,例如热电偶温差监测和光纤传感器测温,这些技术为连铸生产过程中的铸坯质量监控与工艺优化提供了新的技术手段。
为了有效控制结晶器内的流场偏流,介绍了电磁控制、水口通电和电磁旋流水口技术,这些技术能够有效调整结晶器内流场分布,抑制偏流现象,提升铸坯质量。
展望了结晶器流场控制技术的发展前景,强调了外加电场调控夹杂物的方法在钢水高效净化以及对夹杂物尺寸、形态和分布的有利影响,有可能成为一种新的实用技术手段来解决水口结瘤问题,并在抑制浸入式水口堵塞方面发挥重要作用,未来的研究和实践将聚焦于通过电场调控、新材料开发、工艺改进等多角度协同发力,以解决连铸过程中结晶器流场偏流结瘤问题,助力钢铁工业实现更高的生产效率和产品品质。
论文中的主要图片和表格如下:
图1. 日本制铁在结晶器出口安装电磁感应器监测温差示意
图2. 结晶器铜板A、B窄面温度变化曲线
图3. SMS Group堵塞辅助检测系统在线监测
图4. 基于光纤测温系统的结晶器温度场分布
图5. 传统与HD结晶器热电偶对比
图6. 数值模拟水口堵塞在不同磁场强度下结晶器内钢液表面流速
图7. 日本铸机水口通电示意
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