将改进的主元分析(PCA)方法应用于连铸结晶器的过程监测.基于板坯连铸结晶器摩擦力实测数据进行仿真分析,结果表明,改进的PCA避免了Q统计量的保守性,从而能够更有效地识别过程故障与工况改变引起的T2统计量的变化.与传统的PCA方法相比,改进PCA具有更强的故障检测能力

基于湍流模型与多相流模型的耦合,应用液面追踪技术(VOF),实现了对不锈钢板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算,并用水模拟结果进行了对比验证,在此基础上计算出实际的钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为.通过分析水口的侧孔形状、出口倾角、水口浸入深度、结晶器宽度以及拉速对钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为影响规律,指出了钢/渣界面行为与卷渣是密切相关的,进而探讨了钢/渣界面及卷渣形成的机理

在可实现振动、水冷及拉坯的连铸模拟装置上,采用双条型磁极,分别用低熔点Pb-Sn-Bi合金和硅油模拟钢液和保护渣,对连铸结晶器内的液态金属的流动特性进行了实验研究.研究结果表明:双条型磁极的作用使连铸结晶器内的液态金属中产生了环形电流,能有效地抑制水口出流速度,消除和削弱水口出流对初生坯壳的冲刷;能够有效地抑制弯月面波动.但当磁场强度增大到一定程度时,磁场的作用效果增加不明显

利用有限元软件ANSYS对软接触电磁连铸结晶器内磁场进行三维数值模拟,分析了结晶器内钢液面高度对磁场及电磁力分布的影响.结果表明:钢液使得磁感应强度集中在钢液的侧表面;当钢液面低于线圈上沿时,钢液中磁感应强度的最大值出现在钢液上表面附近,并沿拉坯方向逐渐递减;当钢液面高于线圈上沿时,随着钢液面的升高磁感应强度的最大值向线圈中部移动;钢液侧表面所受电磁力的分布趋势与磁感应强度的分布趋势基本一致

本文以某钢厂连铸机结晶器振动机构为研究对象,通过建立集中参数混合系统动力学分析模型,采用QR方法对系统模态参数-固有频率及振型作了数值求解计算,并采用系统仿真方法计算了机构的振动响应。为确保分析结果的准确性,利用有限元结构分析程序SAP6,通过建立机构动力有限元模型,对系统的模态参数作了进一步的分析计算。本文分析计算结果将为某钢厂现有连铸机结晶器振动频率的提高及设计新的高频振动机构提供重要依据

利用k-ε紊流模型和水模型对结晶器流场进行了数值和物理模拟。结果表明:钢液对坯壳冲刷速度的最大值发生在结晶器入口附近回流区,其值达拉坯速度的2.52倍,并且流动模式不随拉坯速度变化

以水平连铸圆坯连铸生产工艺为研究对象,通过射钉实验并采用Fluent数值模拟软件建立凝固传热模型,研究了在不同工艺条件下圆坯结晶器内的温度场分布与凝固传热过程,并对铸坯质量进行了相关的检测分析.通过本研究进一步明确了结晶器内钢液的温度场分布,及不同拉坯工艺对结晶器内钢液温度场变化的影响.结果表明:通过射钉实验并采用Fluent数值模拟软件建立凝固传热模型,可以有效分析水平连铸钢液的凝固传热过程,对改善钢水质量有积极作用

利用1:1的水力学模型对双侧孔水口下CSP结晶器内部流场流动进行了瞬态研究.结果表明,液面波动具有明显的周期性加剧现象,称之为\液面动态失稳\.讨论了不同工艺参数下液面动态失稳的规律,用示踪实验法研究了流场内部的流动特征,分析了\液面动态失稳\与内部流场运动关系.液面的动态失稳现象主要是结晶器内的湍动能由下而上聚集并迅速耗散引起

通过对板坯连铸厂的调查发现连铸过程中铸坯的展宽现象在各厂都不同程度地存在,而且通过调整工艺参数来减小铸坯展宽量的方法不可行.根据结晶器的尺寸与铸坯展宽的关系,经推导得到矫正铸坯展宽的结晶器设置公式,结合在铸机出口位置处在线测量得到的铸坯宽度,可以算出矫正铸坯展宽的结晶器参数,从而精确控制铸坯的宽度.结合马鞍山钢铁公司坯连铸机的参数给出了一个具体应用实例

采用数值模拟的方法研究了不同旋转流水口工艺条件对结晶器内温度场的影响.结果表明:结晶器旋流水口会稍微增加水口两侧高温区的不对称性,但能提高弯月面处钢水的温度,使弯月面处钢水温度更均匀——传统水口从水口到弯月面处温降约为15℃左右,而旋流水口仅为10℃.增加拉速或降低旋流片高度,会增加钢水弯月面处的温度;旋流片角度为120°或旋流片距水口底部390mm时,钢水弯月面处温度最高