高强度PC钢绞线用小方坯连铸连轧盘条研究成果建立在江苏省“十五首批科技攻关”项目完成的基础上，以“1860MPa级PC钢绞线用小方坯连铸连轧盘条的规模化生产”为主要目标，开展设备改造和工艺研究，在取得相关研究结果的基础上，进而实现该产品的规模化生产并使产品系列化，同时，延伸转化生产更高档次的镀锌钢丝及钢绞线用SWRS82B，替代进口。/line历时两年，通过生产线现场跟踪、用户使用情况现场跟踪和实验室内热模拟试验研究，针对性采取改进措施对生产线上进行改造，添置控制设备和分析设施。成功实现了“小方坯连铸连轧生产高强度PC钢绞线用热轧盘条”从润忠短流程生产线向沙景短流程生产线的技术移植，在此基础上开发出多个规格的新产品，使高强度PC钢绞线用热轧盘条形成系列化（φ11、12.5、13mmSWRH82B和SWRS82B盘条）的专有成套技术。

随着钢铁行业的高速发展，国内外钢铁产量已经达到了饱和状态，提升钢产品的质量成了钢铁行业发展的重要目标。连铸坯的生产是钢材生产的关键，其连铸坯的质量对后续产品的生产及最终产品质量有重要影响，热轧板带表面缺陷大部分是连铸坯表面缺陷遗传而来。高质量铸坯的生产成了连铸生产企业和连铸工作者的主要目标。高温钢液在连铸过程中凝固成型，连铸坯的偏析、裂纹、疏松、夹杂物等质量问题基本上都产生于或源自连铸凝固过程。要实现高质量铸坯的连铸生产，必须减少甚至消除这些质量缺陷。（1）连铸坯凝固缺陷研究：针对连铸坯偏析、疏松、缩孔、裂纹开展相关调研，探究凝固缺陷产生机理，分析连铸工艺对连铸坯缺陷的影响规律。通过调整结晶器一冷强度、二次冷强度、电磁搅拌、机械压下等技术参数，改善连铸坯凝固缺陷。（2）中间包研究：模拟中间包内钢液流动过程，分析钢液流动的合理性；主要研究中间包内控流装置位置分布、高度设置、不同装置间的配合使用是否达到最优。具体工作：模拟中间包内钢液流动传热行为，分析钢液温度的变化情况；模拟钢液液面的波动，分析和了解渣-钢界面间的相互作用；模拟中间包内钢水的传质现象，分析钢水在中间包内的停留时间，中间包内的活塞流、全混流以及死区等等。模拟中间包内底吹气体的作用过程，分析和了解吹气对钢液流动特性的影响。（3）结晶器研究：1)结晶器内流场：确定结晶器类型，改变水口类型，水口浸入深度，拉速，结晶器锥度等工艺参数，研究不同工艺参数对结晶器内流场的影响规律，得到液面波动和表面流速量化结果，为工艺参数优化提供科学依据。2)结晶器卷渣和夹杂物去除的研究：改变水口结构参数（不同水口类型、水口侧孔数、水口倾角、水口底部结构和水口浸入深度等）以及浇铸工艺参数（拉速，浇铸断面，电磁等）会对结晶器内的流场产生影响，进而影响结晶器冷却制度、液面波动、水口开口度等参数。所以本部分内容通过水力学模拟和数值模拟相结合的方式研究不同水口结构参数和工艺参数对流场的影响，进而优化水口结构和浇铸工艺参数。（4）连铸一冷研究：对结晶器传热过程进行机理分析，并将结晶器铜板和凝固壳之间的保护渣的润滑和摩擦模型、传热模型相结合，开发出结晶器一冷传热计算软件。针对不同铸坯尺寸、拉速的操作条件下，为结晶器一冷提供合理的配水量水表。（5）连铸二冷研究：细化连铸传热边界条件，建立全面的连铸凝固传热模型，研究连铸坯宏观凝固凝固结构与铸坯质量的关系，提出相应的优化改善新方法，对连铸宏观凝固结构进行优化改善，从而提高连铸坯质量，提高连铸生产率。模拟研究连铸微观凝固结构，并讨论微观凝固结构与夹杂、裂纹之间的关系。为提高连铸坯质量提供理论依据。（6）连铸坯凝固组织研究：从现场采集相关所需数据，运用商业软件 Procast先对连铸过程温度场进行计算，以计算所得的温度场为基础，计算铸坯的凝固组织形貌，如柱状晶区、等轴晶区以及两者分别所占比例、晶粒尺寸等，并分析一次枝晶间距、二次枝晶间距。分析元素成分、连铸工艺条件如拉速、过热度、二冷强度等对上述研究对象的影响情况，优化成分、连铸工艺参数以获得较好的铸坯凝固组织，为现场生产提供理论依据。（7）连铸坯宏观偏析研究：根据连铸工艺参数，基于体积平均方法，建立连铸多相多尺度凝固凝固模型，研究热溶质浮力、晶粒沉淀、体积收缩作用下连铸坯凝固两相区液相流动与溶质传输行为。耦合电磁搅拌、机械压下模型，分析电磁搅拌强度、搅拌位置、机械压下区间、压下量、压下模式对连铸坯中心偏析的影响规律，优化结晶器与凝固末端电磁搅拌参数、机械压下参数，为连铸工业生产提供理论指导。（8）铸坯质量智能设计和判定:1）现场连铸数据采集及热塑性曲线测试:现场调研连铸工艺，记录现场工艺参数。采集不同钢种偏析、疏松、缩孔等质量要求，测试不同钢种的热塑性曲线。2）现场连铸数据采集及热塑性曲线测试:现场调研连铸工艺，记录现场工艺参数。采集不同钢种偏析、疏松、缩孔等质量要求，测试不同钢种的热塑性曲线。3）连铸智能判定和设计模型：建立连铸一冷、二冷动态优化模型，利用该模型对铸坯固相率、角部温度、铸坯偏析、中心疏松缩孔、冶金长度等进行预测，通过大量数值计算，建立钢水初始条件、连铸工艺参数与铸坯质量的数据库，指导现场生产。

软压下技术是当今世界上连铸领域的前沿技术。其基本目的就是改善铸坯凝固时宏观偏析的自然形成过程，在铸坯将要完全凝固时，通过压下力的作用使铸坯发生变形，不但补偿这时由于中心快速温降而造成的收缩，并且可把残余元素或合金元素富集区域的钢液挤回树枝晶状体的间隙区域内，同时将最后凝固的树枝晶组织破碎，从而形成致密而无偏析的中心区再凝固组织，从而达到降低偏析程度的目的。同时，在这个过程中，铸坯的内部裂纹被焊合，疏松和缩孔也被压合。因此，软压下技术能明显改善铸坯的内部质量。 北京科技大学多年来与武汉大西洋冶金工程技术有限公司合作，从事软压下领域的理论、装备及生产实践研究。现已探明软压下技术的机理，并在轻压下装置设计时的结构及工艺参数的选取方面取得了可喜的成果。从样机的现场运行情况看，达到了明显改善铸坯内部质量的目的。 本成果对于抑制方坯连铸生产中的低倍缺陷具有很好的实际应用价值。可在方坯连铸中推广应用。

连铸坯热送热装工艺是近十几年来迅速发展并日臻成熟的实用技术，它是连铸生产工艺中的一项重要革新，是钢铁联合企业节能降耗、提高产量和质量的重大措施。连铸和热轧间的联结工艺可分为连铸坯热装工艺（HCR）、连铸坯直接热装工艺（DHCR）、 连铸坯直接轧制工艺（DR）和传统的冷装工艺（CR）。一般所说的热装工艺包括HCR和DHCR，两者的区别在于HCR工艺，板坯的连铸序号与装炉序号不一定相同，连铸和热轧可以各自相对独立地编制生产计划，为此，在连铸机和加热炉之间常设置保温坑，以缓冲相互的影响；DHCR工艺则要求连铸序号和装炉序号是相同的。所以，DHCR与DR一样，连铸和热轧必须一体化生产。DHCR和DR工艺的区别在于采用DHCR工艺时板坯需经过加热炉加热后轧制，而采用DR工艺时则不经加热炉加热就直接轧制。 实施连铸坯热送热装的关键技术环节是了解和掌握连铸坯的热状态参数，只有掌握了连铸坯的热状态参数才能实现加热炉的优化控制，从而实现节能、降耗、提高产量和改善加热质量的预期目标。 掌握连铸坯热状态参数的方法有两种，即现场实测和理论计算。一般而言,一个物理过程的技术资料可以通过实测获得，但是，在许多情况下实测相当困难，甚至是不可能的。因此，仅仅依靠实测很难获得完整的技术数据。本项研究在详细分析了连铸坯热送热装热过程工艺特点的基础上，建立全部过程数学模型，在验证模型正确可信的基础上，可以获得全部热过程所需要的热状态参数，从而为加热炉的优化加热提供坚实的理论基础。 该项目可以应用于钢铁联合企业，特别适合连铸板坯和方坯系统的热送热装工艺系统。

汽车用合金钢/中碳钢大方坯高温力学性能及断裂机理研究：(1)进行45、40Cr、40Mn2、42CrMo、20CrMnTi等5个钢种连铸坯的高温热延性及强度性能实验及分析；(2)对5个钢种连铸坯试样的断口形貌进行扫描电镜分析；(3)研究5个钢种连铸坯在不同温度区间的脆性断裂机理。 汽车用合金钢/中碳钢大方连铸坯凝固过程研究：(1)凝固过程数值模拟，(2)工艺参数对铸坯凝固过程的影响：①钢水过热度、拉坯速度、比水量等对铸坯凝固过程的影响。②过热度与拉坯速度的匹配关系、比水量与拉坯速度关系。③铸坯温度场与凝固坯壳厚度的变化规律。 汽车用合金钢/中碳钢大方坯连铸二冷系统优化研究，结合二冷配水优化计算结果与石钢连铸机的实际情况，按照均匀冷却原则，进行大方坯连铸二冷系统的优化设计。(1)建立二冷配水模型，得出5个钢种、2种坯型（300mm×220mm和220mm×180mm）10种工况的二冷区最佳水量分布与最佳拉速的关系。结合过热度变化对二冷水量影响，建立二冷配水模型：Qi=A×V2+B×V+C+D×(ΔT-25)；(2)优化二冷配水制度；(3)设计合理的二冷系统。 汽车用合金钢/中碳钢大方连铸坯冷却控制软件研制：(1)运用射钉法测定连铸坯凝固坯壳厚度，并结合现场测量铸坯表面温度，对所建模型进行了双重验证。实验表明，所开发模型具有良好的实用性和可靠性。(2)根据大方坯连铸凝固传热数学模型，应用Borland Delphi 7.0 编程软件开发大方坯连铸冷却控制计算机模拟软件。该软件既可以在冷却水量一定条件下计算铸坯的温度场分布，又可以在铸坯目标表面温度条件下计算所需冷却水量，为铸坯质量精确控制提供重要的依据。 项目实施后，铸坯等轴晶率达30％以上的炉次比提高了36％；钢材低倍合格率由90.07％提高到98.20%，铸坯外观合格率由99.7％提高至99.9％，3年的直接经济效益1954.73万元。 该项目获得2006年获得河北冶金科学技术一等奖。相关研究内容登记计算机软件：汽车用钢大方坯连铸二冷控制计算机模拟软件（软著登字第BJ7314）和大方坯结晶器温度场模拟计算软件（软著登字第BJ7373）。 本项目对于国内外钢厂生产连铸坯质量的改善，具有广泛的借鉴意义，已推广至石钢炼钢厂转炉车间的3台方坯铸机、莱钢特钢大方坯铸机、兴澄特钢大方坯铸机、邯钢三炼钢新板坯铸机和新余钢厂板坯连铸机上，应用前景广阔，社会效益显著。

炼钢连铸是钢铁企业的核心生产工序，其生产调度对确保钢铁企业生产的高效运行起着非常重要的作用。本软件系统能够针对多台转炉、多台精炼炉、多台连铸机的炼钢连铸生产过程制定优化作业排序方案，进行动态生产调度管理和全面的生产信息管理。本软件系统的主要功能如下： 优化调度引擎：通过求解炼钢连铸生产调度数学模型的优化算法，编制炼钢-精炼-连铸生产作业计划； 实时信息管理：以可视化的方式对炼钢-精炼-连铸生产进行实时物料跟踪； 实时生产调度：根据生产实绩数据，通过干特图等人机交互界面动态调整作业计划； 生产实绩管理：对生产实绩数据进行全面管理，生成生产报表、进行数据分析。

双辊铸轧薄带钢技术是将液态钢水直接注入由两个铸轧辊和侧封板构成的熔池内，并随铸轧辊的旋转轧出厚度为1-6mm薄带钢的一种工艺，其工艺的特点是液态金属在结晶凝固的同时承受压力加工和塑性变形，在极短的时间内完成从液态金属到固态薄带的全部过程。薄带钢铸轧工艺流程一直以来被定位于一种具有短流程优势，能获得同传统热轧板尺寸、板形、性能相当的替代产品并能节能降耗、减少生产成本的生产技术。大量研究表明，钢水的凝固速度要比常规板坯铸造中的高几个数量级，凝固组织得到明显细化，过饱和固溶度大大提高，成分偏析得到明显抑制，可以实现组织-织构-析出-性能的一体化控制。 双辊铸轧技术在生产难变形合金钢、耐大气腐蚀钢、高速钢、铁素体不锈钢、硅钢、高强高导铜合金等特殊性能材料上日益表现出某些常规生产工艺无法比拟的优势。双辊薄带连铸这一优势也决定了薄带铸轧技术产业化应该定位在生产高附加值、小批量、常规生产工艺无法驾驭的材料，高品质硅钢正是其中之一。因此，在产品开发上走出适合薄带连铸技术之路，是薄带铸轧技术走向产业化的基点。作为一种短流程、低能耗、投资省、成本低和绿色环保的新一代特殊钢生产工艺流程，投资降低80％，能耗降低7/8，CO2排放减少80％，吨钢成本减少40％。其亚快速凝固优势，可在开发具有高强度、长使用寿命钢材和功能材料（如硅钢、高强钢、高强高导铜合金等）中得到重要的应用。相关技术作为国家钢铁行业十二五规划、高品质特殊钢科技发展“十二五”专项规划、中国钢铁工业“十三五”重点技术发展方向等政府政策及行业规划文件中明确规定需要大力支持和突破的前沿和关键技术，符合我国钢铁产业科技发展的“节能、高效、绿色环保、循环经济发展”的总体战略目标，对先进钢铁材料的开发生产、突破传统硅钢生产流程弊端和我国钢铁企业的转型发展具有划时代的重要意义。

近年来高品质钢种开发和高效连铸技术的快速进步，对结晶器过程在线监控技术提出了更高的要求，在连铸坯质量控制、事故预报、工艺优化、设备运行维护和连铸机设化等方面有着广阔的应用前景。本团队开发出了具有特色的系列核心技术，包括结晶器传热与铸坯凝固进程实时计算、结晶器过程数值模拟并行计算方法、连铸坯-保护渣-结晶器多维可视化、连铸坯纵裂纹在线预报等。

针对中厚板坯连铸生产中铸坯裂纹及中心偏析等钢厂遇到的共性问题，通过开展基础研究与工艺研究，形成了较为系统的板坯连铸精细凝固冷却控制技术。该成果经河北省科技成果鉴定（冀科成转鉴字 [2012] 第9-189号），本技术具有完全的自主知识产权，达到国际先进水平。该技术主要内容如下。1.基础研究（1）热物性参数研究与通用中厚板坯连铸凝固冷却控制模拟软件 归纳、总结钢的热物性参数计算方法，建立热物性参数数据库，包含多组经过实验验证的不同钢种的高温热塑性、液/固相线温度、导热系数等热物性参数数据。建立针对钢种特点的"定制"凝固传热模型，研发浇铸断面、冷却段长度等铸机参数可自主设置的通用中厚板坯连铸凝固冷却控制软件。（2）板坯连铸三维热-力耦合模型建立 综合传热学及材料力学，分析连铸坯在凝固传热过程中温度及其所受应力的变化，结合钢种高温热力学性能，从本质上研究铸坯裂纹产生机理。运用Ansys有限元软件建立了含Nb钢板坯连铸三维热-力耦合模型，综合研究连铸坯凝固过程，系统分析二冷优化效果。2.工艺研究（1）连铸坯"纵横"均匀冷却技术研究 综合铸坯凝固过程温度-应力-应变，回归、确定出合理二冷水量分布，实现铸坯纵向均匀冷却。通过二冷喷嘴冷态性能测试，优化喷嘴布置高度及方式，实现铸坯横向均匀冷却。（2）连铸二冷控制方法研究 在剖析了国内外典型二冷控制方法，如：综合参数控制法、有效拉速法、目标表面温度动态控制法等基础上，提出"基于有效拉速和有效过热度的连铸二冷控制模型"。应用本模型的方法进行二冷动态控制，解决了拉速、过热度等工艺参数在工况不稳定情况下对铸坯质量产生的不利影响，有效降低了非稳态浇铸时板坯的温度波动。 本技术形成的优化方案应用于实际生产后，含Nb钢板坯角部横裂基本消失，铸坯中心等轴晶区域宽度由35mm扩大至44mm，中心等轴晶比率提高了4.1%，铸坯的中心偏析从B类1.0改善为C类1.5，含铌钢成品率提高1%。通过该技术的研究与应用，解决了制约企业产品升级的制约环节，为邯钢的产品结构调整和升级发挥了重要作用，品种钢比例得到较大提高，为邯钢增创了显著的经济效益。

简介：本发明公开了一种连铸粘结漏钢的治愈控制方法，属于连铸工艺技术领域。本发明的连铸粘结漏钢的治愈控制方法，在结晶器上布置多排热电偶，包括以下步骤：1)、给出防止粘结漏钢的假设条件；2)、粘结漏钢修复条件的推导；3)、粘结点下移速度Vst和粘结漏钢报警响应时间ta的推导；4)、粘结漏钢修复过程的计算；5)、给出不同种拉速控制模式；6)、拉速控制模式的选择。本发明通过粘结漏钢修复行为推导其修复条件，提出了一种治愈粘结漏钢的动态拉速控制方法，具体为根据粘结报警热电偶位置而采取不同的防止漏钢拉速控制模式的策略。本发明实现了“有报警不漏钢”的目标，提高了现行漏钢预报系统的可靠性和整体性能。