连铸坯质量追溯分析系统构建及关键技术研究

摘要

进入二十一世纪以来，连铸技术的发展程度已成为衡量一个国家钢铁工业水平的重要标志，自2003年以来，我国的钢产量已连续位居世界第一，中国作为一个钢铁生产和使用大国，发展连铸技术对改变钢铁工业传统工艺，促进生产结构优化有着举足轻重的作用。
　　 目前我国虽然已成为一个钢铁生产大国，但还不是一个钢铁强国，我国连铸坯在品种和质量方面与国外先进国家相比尚有一定差距。连铸坯的质量控制水平是连铸技术在设备、自动化、工艺、管理等多方面技术水平的综合体现。
　　 本文以提高上海梅山钢铁公司炼钢厂连铸坯的质量控制和管理水平为研究的出发点，以1＃连铸机为研究对象，取得了如下成果：
　　 (1)构建了连铸坯质量追溯分析系统
　　 依据连铸坯出现的缺陷，追溯生产该铸坯时的工艺数据，查找出现铸坯缺陷的原因，提出解决方案。这一系统对于解决铸坯管理及缺陷分析的实际问题方便而有效。提高了连铸坯质量管理和缺陷分析的科学性和系统性。
　　 (2)结晶器凝固传热分析
　　 为了控制铸坯表面质量，提出结晶器传热分析算法，开发出分析软件，通过与现场工艺数据的综合分析，对结晶器热状态实施跟踪，分析铸坯表面质量与工艺参数的关系，在应用中提出合理的一冷水量设定，配合其他工艺措施，使铸坯表面纵裂发生率降低20％。
　　 (3)二冷配水系统的设计
　　 铸坯内部质量控制，提出二冷水分配量新算法；利用修正后的二冷配水量计算公式进行1#连铸机二冷配水量计算，提出新的控制水表，与其他工艺因素相配合，减少了板坯中心裂纹不合格量，提高了板坯合格率。实施前全年共发生中心裂纹不合格板坯2258.89吨，实施后全年共发生中心裂纹不合格板坯1116.20吨，比实施前少发生1142.69吨，连铸坯等轴晶率平均由9％提高至14％。
　　 (4)连铸机辊列辊缝的控制
　　 优化连铸机辊列辊缝，改进连铸机连铸辊支撑单元结构与材质，延长了连铸机开口度稳定周期，减少板坯中心裂纹发生率，提高产品一次合格率(热送率)0.8％，另外，此项技术实施后对减少连铸机检修成本、减少停机次数、增加生产连续性、增加产量及减少板坯缺陷清理工作量等方面可创造更大的经济效益。

目录

文摘

英文文摘

第1章 引言

1.1 研究背景

1.2 计算机在连铸中的应用

1.2.1 数值模拟技术及其在连铸中的应用

1.2.2 数据分析技术及其在连铸中的应用

1.2.3 板坯质量预报专家系统

1.3 上海梅山钢铁公司炼钢厂板坯连铸质量分析

1.3.1 钢水质量分析

1.3.2 板坯质量分析

1.3.3 板坯精整缺陷分析

1.4 课题的提出

第2章 连铸坯质量追溯分析系统构建

2.1 数据分析概述

2.2 数据库系统结构、功能及设计

2.2.1 设计目标

2.2.2 开发工具的选择

2.2.3 视图设计

2.3 系统应用

2.3.1 梅钢表面纵裂分析预测系统简介

2.3.2 结晶器和缺陷分析系统总体设计

2.3.3 结晶器和缺陷分析系统详细设计

2.4 连铸坯缺陷分析系统设计

2.4.1 系统的总体功能

2.4.2 连铸坯缺陷分析系统设计

2.5 分析结论

2.5.1 典型缺陷汇总分析

2.5.2 总体缺陷数据分析

2.5.3 单一数据缺陷分析

2.5.4 缺陷数据追溯分析

2.6 结论

第3章 结晶器凝固传热分析

3.1 概述

3.2 结晶器凝固传热计算与分析软件概要

3.3 结晶器传热计算模块的实现

3.3.1 结晶器传热计算及分析模块

3.3.2 坯壳厚度计算模块

3.4 梅钢结晶器传热计算与分析

3.4.1 结晶器铜板热阻计算

3.4.2 结晶器综合传热系数分析

3.4.3 坯壳厚度的计算与分析

3.5 分析结论及优化方案

3.5.1 结果分析

3.5.2 改进建议

第4章 二冷配水系统的设计

4.1 概述

4.2 二冷区控制原则

4.3 二冷区各段喷水量的计算

4.3.1 依长度分配和铸坯凝固相适应计算

4.3.2 依据水量密度的计算

4.4 结论

第5章 连铸机辊列辊缝控制的研究

5.1 概述

5.2 Q235钢的凝固特性分析

5.3 连铸坯的凝固收缩

5.4 总应变

5.4.1 总应变计算公式

5.4.2 临界应变计算公式

5.4.3 梅山炼钢厂项目应用

5.4.4 结果分析

5.4.5 结论

5.5 铸机辊列辊缝的设计

5.6 连铸机连铸辊支撑单元的改进

5.6.1 连铸辊轴承和垫片间隙的控制

5.6.2 连铸辊支架保险片材质的改进

5.7 结论

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间成果和论文

作者简介