钢锭模及帽口结构优化设计(精)
钢锭帽容比优化成材率影响的质量验证
钢锭帽容比优化成材率影响的质量验证作者：郭栋来源：《科技风》2018年第25期摘要：帽口材质不断改进，帽口保温效果逐步提升，从钢水成坯率提升的到显著经济效益。
对2670kg錠型帽口由原工艺设计高度230mm降低到210mm，进行产材质量验证。
帽口高度降低后对钢锭及轧材质量无影响；同时提升了轧制合格成材帽口端的精确切割尺寸。
关键词：帽口；钢锭；轧材；成材率帽容比一直以来是制约成材率的一个重要因素，适当的帽容比能够在提升钢锭质量的同时减小帽口切除率，提高钢锭质量。
如果帽口设置不合理，使补缩不能够满足要求，形成缩孔疏松等缺陷，或帽口过大，降低了工艺出品率，增加了生产成本。
[13]1 验证过程1.1 工艺流程试验材料的生产工艺流程：EAF→LF→VD→模铸→750初轧（220mm×220mm）。
1.2 产材结果2670kg钢锭帽口端尺寸为：上口0.44m、下口0.56m、实心高度0.16m。
2 质量验证2.1 低倍组织质量评价2.1.1 材1的低倍组织靠近帽口端所取的横向试片1，纵向试片1。
低倍缺陷描述：横向试片：一般疏松2.0、中心疏松1.0、方框偏析1.0、有边缘增C；纵向试片：树枝晶和疏松较严重。
2.1.2成材率分析根据材的纵向试片低倍检验结果，疏松、偏析、边缘增碳、树枝晶较为严重，因此，帽口端实心长度为570mm不符合成材要求。
横向试片疏松程度较轻，而内部夹渣出现在横向试片，出现夹渣的位置距离为80mm，既距帽口端1000mm～800mm区域符合低倍检验。
在切取轧材时，帽口端安全切除位置为800mm（实心长度）实既能保证成材要求。
2.2 成分偏析验证2.2.1该钢种的化学成分40CrMnMoA钢的化学成分执行标准GB/T30771999，在本试验中，光谱检测主要对轧材中的碳、硫偏析进行分析。
2.2.2试片的C、S分析横向试片、纵向试片分别取样分析C、S成分。
横向试片、纵向试片取样点光谱成分。
抚钢3.0 t锭型优化设计
抚钢3.0 t锭型优化设计李胜利汤秀琴苗信成孙久红王东(鞍山钢铁学院) (抚顺钢厂)摘要通过以矩形断面代替传统的方形断面，可使钢锭的外形尺寸设计更合理。
在不改动轧钢车间原有设备的情况下，能提高产量，提高成坯率。
同时，通过对铸模的合理结构设计，可使模耗大幅度降低，经济效益十分显著。
关键词锭型优化设计成坯率OPTIMUM DESIGN OF 3.0 t INGOT MOULDAT FUSHUN STEEL PLANTLI Shengli TANG Xiuqin MIAO Xincheng(Anshan Institute of Iron and Steel Technology)SUN Jiuhong WANG Dong(Fushun Steel Plant)ABSTRACT Compared with square one,the rectangular ingot mould makes ingot have more reasonable dimensions and has some advantages such as higher productivity and higher yield.By using a new designed ingot mould,the mould consumption can be decreased and remarkable profits could be achieved.KEY WORDS ingot shape,optimum design,yield随着连铸技术的迅速发展，国内的连铸比由80年代的零起步达到目前的55 %，且比例将逐年增加，但由于在技术推广方面行动较慢，同时受到资金等诸因素的制约，所以在一个较长的时期内，连铸还不能完全取代模铸。
在这样一个连铸、模铸共存的时期，对模铸厂家而言，如何能少投入而高产出，取得经济效益就是一个有现实意义的问题。
钢锭帽容比优化成材率影响的质量验证
66帽容比一直以来是制约成材率的一个重要因素适当的帽 容比能够在提升钢锭质量的同时减小帽口切除率提高钢锭质 量 如果帽口设置不合理使补缩不能够满足要求形成缩孔 疏松等缺 陷 或 帽 口 过 大 降 低 了 工 艺 出 品 率 增 加 了 生 产 成本$2(
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横向试片疏松程度较轻而内部夹渣出现在横向试片出 现夹渣的位置距离为 4%CC既距帽口端 $%%%CCk4%%CC区域 符合低倍检验 在切取轧材时帽口端安全切除位置为 4%%CC 实心长度 实既能保证成材要求
)&) 成分偏析验证 )&)&$ 该钢种的化学成分 3%8BW-WAF钢的化学成分执行标准 ST*D(%112$'''在本 试验中光谱检测主要对轧材中的碳硫偏析进行分析 )&)&) 试片的 87 分析 横向试片纵向试片分别取样分析 87 成分 横向试片纵向试片取样点光谱成分 各试片各点的 7 成分符合 3%8BW-WA钢的国标要求各试 片 8偏析描述如下 试片心部增 8试片心部增 8试片边缘增 8最为严重对 角线 $ *3 处增 8 各试片均有心部或边缘增 8现象横向试片增 8现象要比 纵向试片轻是因为离帽口的距离较近 同理纵向试片接近 帽口端出现增 8现象
钢锭模设计相关资料
钢锭模设计相关资料大型锻件的生产从冶炼、铸锭、锻造、锻后热处理到性能热处理，要经过许多道工序，每一道工序都影响着锻件的质量，稍有偏差就可能引起缺陷。
钢锭的质量自然是保证锻件质量的先决条件，钢锭的质量主要表现在纯净性，致密性和均匀性三个方面。
钢锭模是生产钢锭的重要冶金附具。
在设计钢锭模时，要同时考虑炼钢生产和锻造生产的两方面要求。
一方面钢锭模的尺寸和形状必须保证生产出优质的钢锭，另一方面钢锭的尺寸和形状必须保证后续锻造有较高的生产率。
一：钢锭模的基础设计参数1、钢锭模棱数：钢锭断面应尽可能接近产品的形状。
产品为轴类、套筒等，选用多边形断面钢锭。
随着钢锭大型化发展，为了均匀偏析带，棱边有增多趋势。
增加棱边可减少棱角处偏析，而且增加了周长与横截面之比，钢锭不易产生裂纹。
如日本制钢所高径比1～1.5的大于300吨钢锭有24个棱边。
2、高径比（H/D）：高径比过大，如采用上注法，浇注时由于钢水飞溅严重，降增加钢锭表面结疤和皮下气泡；钢锭静压力也大，容易形成下部纵向裂纹；并且钢液的非金属夹杂不易浮起，气泡不易排出，内部缩孔疏松缺陷比较严重。
增加高径比，单位体积钢液冷却表面积大，钢锭凝固速度增加，A型偏析减少。
高径比过小，钢液中夹杂物较易上浮，V型偏析程度小，但A型偏析发展严重。
钢锭模高径比有减小的趋势。
3、锥度：这里指锭身一侧的斜度。
当锥度为1～1.5％时，脱模已没有问题。
锥度大对防治缩孔缺陷有利，可以减轻和消除V型偏析，保证钢锭中心部分致密。
但锥度太大，会使柱状晶过于粗大而影响锻造性能。
近年国外钢锭有大锥度趋势。
法国克鲁索公司用于汽轮机的190吨钢锭锥度9％，英国钢公司的95吨钢锭的锥度为10.2％，原苏联重机建议大型钢锭的锥度采用13～16％。
4、钢锭模的外形与壁厚：外形有三种：多边形、圆形、波纹形。
壁厚设计要使激冷层有一定厚度，从而防止钢锭表面裂纹，还要使钢锭模有足够的寿命，降低模耗。
过厚的钢锭模没有必要。
48t钢锭模设计计算依据
龙成钢铁集团公司48/43吨大钢锭设计说明书辽宁科技大学冶金工程技术中心2008-5-20龙成钢铁集团公司48/43吨大钢锭设计一．项目概况和设计要求龙成钢铁集团为了生产特殊钢种、特厚、特重钢板，拟开发45-50吨特大钢锭。
现厂冶炼、浇铸、加热、轧制的基本条件如下：1. 转炉、LF、RH工称容量100吨，可以保证生产纯净钢和特种钢的需要。
2.钢锭采用坑铸或车铸，铸锭、整脱模现场场地满足铸锭要求（年产量约100万吨）。
3.钢锭采用均热炉或车底式室状炉加热，均热炉炉膛尺寸8x3.9x4.9米，采用高炉、转炉混合煤气加热。
4.均热跨间钳式吊车吨位，主钩45吨，副钩50吨，主钩升起最大高度10米，夹钳开度2200/800mm。
5.受锭、运锭辊道宽2500mm，轧机前后辊道宽3800mm。
6.轧机高压水除鳞箱内腔高1300mm，水压25MPa。
7.轧机前立辊开度3800/1200mm，最大轧制力700吨，电机功率2x1500kW。
8.轧机前后延伸辊道间距800mm。
9.厚板轧机工作辊直径1120/1020mm，辊身长3800mm，支撑辊直径2200/2000mm，辊身长3700mm，轧机最大开口度1100mm，电机功率2x7000kW，最大轧制力8000吨，转速0-40-90rpm。
10.四辊轧机和立辊轧机间距4800mm，不形成连轧。
11.精整吊车吨位15+15吨，桥式双钩电磁挂梁吊车。
12.11辊矫直机，矫直钢板厚6-120mm，钢板长度4000-42000mm，最大矫直力3500吨。
13.液压铡刀式双边剪，剪切钢板厚6-50mm。
14.预留超声波探伤装置。
15.热处理设备：辊底式常化炉，辊底式淬火炉各一座，外部机械化炉8座，车底式加热炉3座。
16.粗轧机和精轧机间距120.26米，精轧机与矫直机间距108.55米。
17.生产钢板规格：厚6-400；宽1500-3600；长3000-18000mm，单重：Max. 45吨。
优化锭型设计,提高环件、管件材料利用率
摘要： 利用环件、 管件 、 筒件对模铸钢锭材料心部质量要求不高的这一特性， 设计 了一套从０８ ０ ０ Ｉ ｎ ｌ Ｔ ｌ —
Ｏ１ ４ ０ ０ ｍ ｌ ｎ （ 共７ 种） 专用于此类材料生产 的钢锭模 ， 经过参数优化 ， 使得钢锭 的锭身 比例达 到了 ８ ５ ％～ ９ １ ％， 在满足产 品质量的同时 ， 材料的利用率提高 了约 １ ０ ％。
关键词 ： 环件 ； 钢锭模 ； 锥度 ； 管件 ； 筒件
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ２ ６ １ 文献标志码 ： Ｂ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｇ ｏ ｔ Ｍｏ ｌ ｄ ｔ ｏ Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｒｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｐ ｉ ｐ ｅ Ｐ ａ ｒ ｔ ｓ
Ｄｅ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ，Ｄｕ Ｊ ｉ ａ ｍｅ ｉ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ｙ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍｏ ｕ ｌ ｄ ｃ ａ ｓ ｔ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｔ ｆ ｏ ｒ ｒ ｉ ｎ ｇ，ｐ ｉ ｐ ｅ
随着 国家工业 的高 速发 展 ， 海洋 风力 发 电 、 核
的单边 锥度 改为 １ ． ２ ％ ～１ ． ５ ％ 的单 边锥度 。
电站及石油化工管道运输等项 目纷纷上马 ， 这就 需要 大 量 的 法兰 环 件 、 耐 高压 管件 、 筒体 ， 因此 需 要大量适用于这类产品的模铸钢锭材料。这也就 要求 我们 技术 人员设 计 大量符 合此类 产 品特性 的
帽口保温砖结构对大型钢锭凝固过程的影响分析
《大型铸锻件》HEAVY CASTING AND FORGINGNo.3 May2021帽口保温砖结构对大型钢锭凝固过程的影响分析宫惠爽（丹佛斯（天津）有限公司,天津301700）摘要:对大型钢锭冒口处的保温砖采用实验检测的保温砖物性参数进行数值模拟，对比了不同保温砖结构对钢锭冒口区凝固过程的影响，结果表明，轻质砖和WDS的使用能够延长冒口处钢液的凝固时间，有利于钢锭的补缩，提高钢锭质量，建议减薄粘土砖的厚度,以充分发挥轻质砖和WDS的保温作用。
关键词:保温砖;钢锭;数值模拟中图分类号:TG244+.4文献标志码:BEEect of Insulation Brick Structure of Riseeon Solidification Process of Larae IngotGong HuishuangAbstract:Numerical simulations have been perfooned on the insulation bricks at the risee of larae steeC ingots with the expeOmentally tested physical popeOy parameterr of insulation bocks.The effects of difeont insulation bock structures on the solidification process of the steel ingot Oser area have been compared.The results showthat the us oI light brick and WDS can prolong the solidification tice of molten steel at the risee,which ic beneficial te feed the ingot and inipTove the quality of ingot.It m suggested te Teduce the thickness of clay beick te give fuli piay to the insulation©佻妣of light brick and WDS.Key wordt:insulation brick；ingot;numericai siniulation钢锭在凝固过程中，会发生收缩，产生缩孔缩松，为了提高钢锭的质量,保证钢锭重量,需要设置冒口，用以补充因钢锭收缩而损失的钢液，因此，冒口处的钢液必须要最后凝固,才能对钢锭锭身的缩孔缩松进行补充，减轻锭身的缩孔缩松缺陷,提高钢锭的致密度。
铸钢件冒口设计的最优化方法
铸钢件冒口设计的最优化方法铸钢件冒口设计的最优化方法铸钢件冒口设计是铸造工艺中的重要环节，它直接影响到铸件的质量和成型结果。
冒口的设计应考虑到铸造过程中的各种因素，并寻求最佳的设计方案。
为了达到这一目标，可以采用以下的最优化方法。
首先，需要对铸钢件的几何形状、尺寸和材料特性进行分析。
通过对铸件的结构进行全面的了解，可以确定所需的冒口形式和位置。
同时，还需评估铸件的材料特性，如熔化温度、流动性等参数，以确保冒口设计的可行性。
其次，可以使用数值模拟软件进行铸造过程的数值模拟。
数值模拟可以模拟铸造过程中的各个阶段，包括铸液的充型、凝固和冷却等过程。
通过模拟，可以分析不同冒口设计方案对铸件的影响，如温度分布、凝固缩孔等缺陷的形成情况。
根据模拟结果，可以选择最佳的冒口设计方案。
此外，还可以考虑使用优化算法进行冒口设计的最优化。
优化算法可以通过多次迭代，不断调整冒口的位置和形式，以寻求最佳的设计方案。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。
通过优化算法的应用，可以找到冒口设计中的最优解，使铸钢件的质量得到最大程度的提高。
最后，还需考虑到实际生产的可行性和经济性。
冒口设计不仅需要满足铸件的质量要求，还需考虑到实际生产中的可操作性和成本控制。
因此，在优化冒口设计时，还需综合考虑生产工艺、设备条件和成本等因素，以确保最终的设计方案能够实际应用于生产中。
综上所述，铸钢件冒口设计的最优化方法包括对铸件几何形状和材料特性的分析、数值模拟的应用、优化算法的使用以及考虑实际生产条件的综合考虑。
通过这些方法的应用，可以寻求最佳的冒口设计方案，提高铸钢件的质量和生产效率。
模拟软件在优化上注钢锭模设计中的应用
模拟软件在优化上注钢锭模设计中的应用孙智刚 林 琳 王耀琨(中冶陕压重工设备有限公司,陕西711711)摘要:采用A nyCasting模拟软件对15t上注钢锭进行了凝固过程模拟。
通过模拟结果分析优化钢锭模参数,降低试制成本,改善钢锭质量,消除缩孔缩松缺陷,并为保温帽口式钢锭及50t以上的上注钢锭模拟提供指导。
关键词:钢锭模;数字模拟;优化设计中图分类号:O242.1 文献标识码:BThe A pplicati on of S i m u l ation So ft w are on O ptim izi ng D esi gno f Top Pour IngotM oul dSun Zhigang,Lin Lin,W ang YaokunAbstract:The so lidifica ti on process o f15t top pour i ngot was si m u l a ted by A nyCasti ng si m u l a ti on so ft w are.Based on ana lyzi ng the si m ulati ng res u lts,the para m eters o f i ngot mou l d have been opti m ized,the cost of trial producti on has been reduced,the qua lity o f i ngots has been i m proved and t he defects such as shri nkage void and shr i nkage po ros i ty have been removed.T his paper can prov i de t he gu i dance for si m u lati ng o f top pour i ngots m ore t han50t w ith i nsu l a ti ng riser.K ey word s:i ngot m ou l d;nu m erical s i m u l ation;opti m izi ng design1 A nyCasting软件模拟钢锭凝固过程的可行性分析铸造过程数值模拟技术(CAE)经过了40年的发展历程,经历了从简单到复杂、从温度场到流动场、应力场,从宏观模拟到微观领域,从实验室研究到工业化实际应用等过程。
钢锭模具设计和优化方案范文
钢锭模具设计和优化方案范文摘要:完善了我公司空缺锭型125tCK系列，对充型、凝固过程进行了数值模拟，对可能存在的缺陷区域进行了预判，同时也提出了两个优化方案。
关键词:钢锭;钢锭模;数值模拟;优化设计我公司现有下注钢锭和真空钢锭两大类钢锭，下注钢锭系列采用冒口浮游式能达到各锭型间无缝衔接，真空钢锭系列由于新老钢锭模设计理念不同，造成各系列间存在空缺锭型。
在当今重机行业几乎全面亏损的大环境下，我公司开展“钢锭及其模具的优化设计研究”来完善真空钢锭锭型，弥补空缺，以提高钢锭利用率，达到降低成本的目的。
本文主要介绍125t级钢锭及其模具的设计及优化方案。
1背景我公司真空钢锭系列在103tCK和143tCK之间存在锭型空缺，而我公司承制的高中压转子类锻件、加氢筒体类锻件和核电类锻件中部分锻件选用的钢锭锭型在125t左右，选择143tCK系列(覆盖范围125t～143t)钢锭利用率极低，成本居高不下。
针对这一情况，我们对125t级钢锭及其模具进行了设计和优化。
2钢锭设计合理分配钢锭三大部分重量，能有效促进钢中夹杂物上浮，减少二次缩孔出现的几率。
钢锭冒口部分的钢水用来补充锭身的收缩，冒口过小，会造成锭身的缩孔与疏松，过大则会降低钢锭利用率。
冒口部分组织结构较松，其内缩孔的形成是因为钢由液态转变为固态的体积收缩造成收稿日期:2022—11—19的［1］。
我公司结合自有钢锭模设计经验同时借鉴国外先进理念，制定了125tCK钢锭三部分比例。
新老125t锭型各部分比例对比见表1。
125tCK系列钢锭在锭身比例上有很大的提高，这为提高钢锭利用率提供了先决条件。
125tCK系列钢锭锭身主要参数见表2．125tCK系列采用底部扬台浮游方式来调节锭型，通过调节扬台伸入锭身的高度来调节锭身高度，实现钢锭重量的可调节性，尽可能满足锻造选用钢锭的合适度，进一步提高钢锭利用率。
3钢锭模设计钢锭模外形通常有圆形、多边形、波纹形，我公司此次钢锭模设计采用波纹形外形。
基于Anycasting的耐热钢P91模铸冒口高度优化
基于Anycasting的耐热钢P91模铸冒口高度优化摘要：利用Anycasting软件模拟分析了不同冒口高度的高合金耐热钢P91模铸凝固过程，预测了钢锭内部缺陷分布情况。
模拟分析发现原模铸工艺冒口高度设计会导致钢锭凝固时产生缩孔缺陷，对比模拟结果与试制结果发现两者吻合度较好。
在此基础上，利用Anycasting软件优化了冒口高度并进行试验验证。
结果表明，采用优化冒口高度设计后的模铸工艺可以消除缩孔缺陷，显著提高钢锭质量。
关键词：P91耐热钢，模铸；凝固模拟；冒口高度中图分类号:TG311;TG244.3 文献标识码:A近年来随着连铸、近终形铸轧、薄板坯连铸连轧技术的飞速发展，传统模铸在钢铁生产中所占的比例越来越小。
但对于部分高附加值、高技术含量的军工、核电、航空航天以及海洋工程等特殊钢来说，对钢材洁净度、成分和组织均匀性要求更加严格，采用连铸工艺难以保证特殊钢的质量，因此这些高端特殊钢目前仍然采用模铸工艺生产。
从大量的生产实际看，缩孔疏松等缺陷仍然是钢锭的主要内部缺陷。
为了避免缩孔疏松，必须优化设计钢锭模与冒口形状及尺寸等工艺参数和发热材料等辅助工艺，而计算机数值模拟技术为传统的钢锭模结构设计优化提供了基础手段。
钢锭在凝固时由于自身液态收缩和凝固收缩容易产生缩孔、疏松等缺陷，严重影响了钢锭质量，降低了材料利用率。
为减少或避免缺陷的产生，在模铸过程中通常采取保温冒口和冒口上部加发热剂等方式，使钢锭冒口部位钢液能较长时间保持为具有补缩能力的液体状态，对凝固过程钢锭心部进行持续地补缩。
同时，冒口部位长时间保持液体状态还可以使低密度、低熔点夹杂物有足够的时间上浮集聚在冒口，从而在锻造或轧制前予以切除。
而在实际生产时往往由于冒口高度或比例设计不合理导致锭身产生缩孔，影响钢锭质量，甚至造成报废。
本文利用Anycasting凝固模拟软件对13.5t耐热钢P91钢凝固过程进行模拟分析，研究冒口高度对钢锭缩孔缺陷深度影响规律，将实际浇注的钢锭冒口部位进行解剖，观察冒口部位的钢液凝固收缩情况，通过冒口解剖结果与计算机模拟结果进行对比以验证模拟结果的准确性，确定准确的边界条件与界面换热条件，为进一步优化冒口高度设计和研究钢锭凝固规律提供可靠的科学依据。
钢锭模及冒口结构优化设计
钢锭模及冒口结构优化设计
郁素人;于功利
【期刊名称】《辽宁冶金》
【年(卷),期】1991(000)001
【总页数】4页(P52-55)
【作者】郁素人;于功利
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TF341.9
【相关文献】
1.改善钢锭模组织结构降低钢锭模消耗 [J], 袁瑞增
2.大型钢锭模的优化设计与开发 [J], 王立功;张文杰
3.1—2.5t钢锭模底座的无冒口铸造 [J], 史保萱;韩滨
4.大型扁型钢锭模的裂纹分析及结构优化设计 [J], 姚山;郑贤淑;金俊泽;关庆龙;李永库
5.钢锭模帽部结构的优化设计 [J], 傅广瑞;郑贤淑;金俊泽
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