钙处理钢水浸入式水口堵塞成因分析

基于对钙处理钢浇铸过程水口堵塞实物显微组织结构的观察,对钙处理钢水浸入式水口堵塞成因进行了分析,提出防止水口堵塞的措施.结果发现,CaO·6 Al2O3和CaO·2Al2O3是水口主要堵塞物;水口内壁氧化铝层一方面来源于水口内表层的基质料,另一方面来源于水口耐火材料与钢中[Al]s的反应产物,所形成的氧化铝层和钢中钙反应生成难溶的铝酸钙,同时吸附钢中铝酸钙夹杂而造成水口堵塞.防止水口堵塞的有效措施是进行钙处理、提高钢水纯净度以及改善水口材质和形状.     

小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢可浇性

在分析水口堵塞的基础上,结合马钢三炼钢生产实际,采用正交实验法研究了钙处理的喂线速度、喂线量和中间包水口内径对140mm×140mm小方坯连铸低碳低硅高酸溶铝钢水口堵塞的影响.结果表明,提高喂线速度、加大喂线量和增加水口内径可避免水口的堵塞.采用以上工艺,连浇炉数达8～10炉,且铸坯内部和表面质量良好.     

防止连铸中间包水口堵塞的影响因素

由于中间包水口的直径小于钢包水口的直径,所以中间包水口堵塞是连铸严重的生产事故。水口堵塞使拉速降低甚至注流中断,还可造成振痕增加,恶化铸坯的表面质量和内部质量,在这段时间内拉出的铸坯将降级或报废,并增加粘结漏钢的危险。中间包水口内的粘附物还可引起浸入式水口偏流,引起裹渣,产生裂纹等。水口堵塞是由钢液中高熔点化合物Al2O3、CaS、Al2O3.MgO、AlN在水口内壁上沉淀引起的。防止水口堵塞的影响因素可从以下几方面阐述。     

含钛高强钢中夹杂物析出行为研究

以不同钛含量(0.032%~0.153%)的高强钢为研究对象,利用SEM、EDS等对钢中氧化物及氮化物夹杂的形貌、组成、数量及尺寸分布进行表征,结合热力学与动力学计算,对TiN的析出行为进行分析。结果表明,当钢中Ti含量较低(0.032%)时,冶炼过程会形成富含MgAl_2O_4的多边形高熔点固态夹杂,易造成水口堵塞;当Ti含量大于0.106%时,钢中形成了富含TiAl_2O_5的液态球形夹杂,可通过上浮去除,不易堵塞水口;Ca处理能将低钛钢中的夹杂改性为低熔点的铝酸钙,不仅降低了水口堵塞风险,还能还原夹杂物中的Ti,提高Ti的收得率。含钛高强钢中夹杂物平均尺寸为1~2μm,氮化物平均尺寸为1~3μm,其均随着Ti含量的增加而稍有增加。当Ti含量小于0.04%时,将钢中N含量控制在0.0018%以下,能有效减小TiN的析出尺寸;当Ti含量大于0.1%时,实际工业生产中很难阻止TiN的液析,但可通过提高钢中细小氧化物的数量,来细化TiN的尺寸。     

连铸过程中水口堵塞机理及其预防对策

阐述了连铸过程中水口堵塞的类型及其特征 ,并根据水口堵塞的成因 ,提出了防范措施     

321不锈钢小方坯浸入式水口堵塞研究

通过观测水口结瘤物的结构和成分的变化,对AISI 321不锈钢小方坯浸入式水口的堵塞机理进行了研究。水口的解剖结果表明水口结瘤物主要由TiN、金属相以及渣相组成。通过计算建立了钢液及凝固过程中TiN的热力学模型。研究发现,TiO2过渡层的存在、较高的钛氮浓度积、不佳的钢水洁净度是导致结瘤物形成的主要原因。因此堵塞机理可以表述为,首先浇注过程中钢液中的[ Ti]与耐火材料中的SiO2进行反应,TiO2过渡层会在浸入式水口内壁形成;钛氧化物的良好传热性能造成钢液温度下降进而导致TiN结瘤物的形成,且不佳的钢水洁净度则会进一步恶化钢水的可浇性;随着结瘤物的不断增长,最终导致水口堵塞。     

高铝钢钙处理工艺热力学研究

为了解决短流程生产高铝钢时水口堵塞的问题,对某厂钙处理工艺前后的钢液成分以及钢液中的夹杂物进行了系统研究,并运用Bjrkvall模型对其进行了热力学分析.研究结果表明喂钙量过大,钢中[S]过高,则浸入式水口(SEN)堵塞物主要为CaS以及含有CaS较高的复合夹杂物.根据钢液中的Al--Ca--S三元活度平衡图可知,生产[Al]s为0.32%～0.39%高铝钢时,为防止高铝钢浇注过程中生成CaS造成水口堵塞,钢中[Ca]应控制在0.0040%～0.0085%,[S]应控制在0.0020%以下.     

氧化锆溶胶对ZrO2定径水口表面改性研究

以工业无机盐zrOCl2·8H2O为前驱体,CO(NH2)2为水解促凝剂,利用溶胶-凝胶工艺成功地对ZrO2定径水口进行了表面改性.同时用差热分析、扫描电子显微镜等分析手段对氧化锆溶胶和定径水口的表面进行表征.结果表明,处理后定径水口的显气孔率明显下降,表面ZrO2结晶粗大,结构致密,其原因是定径水口在ZrO2溶胶浸渍后表面气孔被堵塞,煅烧后得到良好烧结.     

喂CaSi芯线防止中间罐水口堵塞

经解剖中间罐水口堵塞祥品，查清堵塞原因主要是高溶点的树枝状Ａｌ２Ｏ３，铁尖晶石夹杂粘附在水口壁上并聚集长大。经在钢包中喂入直径１３．５ｍｍ ＣａＳｉ芯线，喂速１２０－１３０ｍ／ｍｉｎ，１ｔ钢喂入量０．２６－０．８６ｋｇ，使原有高熔点夹杂变为低熔点的复合氧化物，不再堵塞中间罐水口，夹杂球化，而且很细小。     

低碳低硅铝镇静钢的生产实践

保证成品成分合格率、钢水的流动性是影响钢铁企业生产稳定的重要因素。在SPCC、SPHC、08AL等铝镇静钢的生产过程中,出现的塞棒行程上涨、堵塞水口甚至断浇以及成品Si含量超标等问题,可通过采取改进转炉冶炼工艺、提高精炼渣控制以及改善连铸机保护浇铸等措施来解决。     

Effects of temperature-gradient-induced damage of zirconia metering nozzles

The effects of temperature-gradient-induced damage of zirconia metering nozzles were investigated through analysis of the phase composition and microstructure of nozzle samples. The analysis was carried out using X-ray diffraction and scanning electron microscopy after the samples were subjected to a heat treatment based on the temperatures of the affected, transition, and original layers of zirconia metering nozzles during the continuous casting of steel. The results showed that, after heat treatment at 1540, 1410, or 1300℃ for a dwell time of 5 h, the monoclinic zirconia phase was gradually stabilized with increasing heat-treatment temperature. Moreover, a transformation to the cubic zirconia phase occurred, accompanied by grain growth, which illustrates that the temperature gradient in zirconia metering nozzles affects the mineral composition and microstructure of the nozzles and accelerates damage, thereby deteriorating the quality and service life of the nozzles.     

圆形喷嘴内部结构对射流冲击换热性能的影响

研究了内部结构分别为柱状和锥状喷嘴的射流冲击换热性能.在初始条件和边界条件相同的情况下,利用计算流体力学软件Fluent对两种喷嘴的冲击换热过程进行了热流耦合模拟.对流固交界面的压力、剪切力、湍流强度、对流换热系数等流场和温度场数据进行对比分析.模拟结果表明,锥状结构喷嘴的射流冲击换热性能明显优于柱状结构的喷嘴.所得结论对热轧钢超快速冷却设备喷嘴的设计具有指导意义.     

温度对大黄鱼源变形假单胞菌胞外产物酶活力的影响

为了研究大黄鱼源变形假单胞菌胞外产物的致病性,在内脏白点病的高发温度（18 ℃）培养大黄鱼的病原菌——变形假单胞菌,利用玻璃纸覆盖平板技术制备其胞外产物,测定不同温度（低温不致病温度12 ℃、高发致病温度18 ℃和高温不致病温度28 ℃）下其胞外产物的酶活力.结果显示:变形假单胞菌胞外产物的淀粉酶、丝氨酸蛋白酶类、天冬氨酸蛋白酶类、类胃蛋白酶、类糜蛋白酶、卵磷脂酶、酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶的活性受温度影响比较大,28 ℃条件下酶活力显著（P＜0.05）高于12 ℃或者18 ℃时的酶活力;半胱氨酸蛋白酶类、氨肽酶的活性和溶血活性受温度影响没有显著性变化（P＞0.05）.实验结果表明,虽然变形假单胞菌胞外产物是其致病因素之一,但大黄鱼内脏白点病在特定温度（16~20 ℃）下高发并非是由于胞外产物在该温度下的活性较高.该结果增进了对大黄鱼内脏白点病发病机理的认识.     

不锈钢/普碳钢复合连铸结晶器内流场实验研究

提出一种新的不锈钢/普碳钢复合连铸方法.用长、短两个水口将两种成分不同的钢液浇注在同一结晶器内,两种钢液中间用一固定在长水口上的隔板隔开,以抑制两种钢质成分的互相混合.根据相似原理设计水模型实验研究双水口结晶器内的流动情况.结果表明,双水口结晶器内,短水口的射流会冲击到长水口壁面并形成上、下两个漩涡,长水口亦在出口两侧产生回流和漩涡,侧面出口的射流会冲击到结晶器窄面,不利于凝固壳的均匀生成.通过比较发现向下倾斜的短水口和直通型长水口形成的流场既有利于夹杂物上浮,又有利于凝固坯壳的生成.     

平面度检测气动测头的设计

为实现刹车片刚背平面度的在线检测,根据气动差压测量原理,利用COMSOL Multiphysic有限元软件仿真px-s曲线,考虑工作压力,主喷嘴、测量喷嘴孔径对气动测头分辨率和线性范围的影响,设计一种用于平面度在线检测的气动测头。该气动测头主喷嘴、测量喷嘴孔径均为1.2mm,工作压力为0.3MPa。验证结果表明,该气动测头测量精度高、稳定性好,可应用于生产实际。     

撞击流反应器内微观混合过程的研究

采用α－萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐的偶合竞争串联二级反应体系,在４种型式的两喷嘴对置同轴撞击流反应器内研究了喷嘴中心和环隙射流的动量比、射流速度、喷嘴间距、反应器容积对撞击流反应器内微观混合过程的影响。结果表明：增大喷嘴中心和环隙射流的动量比可改善微观混合状态;在撞击区特征停留时间处于０．０３－１．０ｓ的实验范围内存在一最佳特征停留时间ｔＲＣ,当ｔＲ〈ｔＲＣ时,减少ｔＲ并不能有效改善微观混合状况;当     

不同喷嘴堵头下脉冲射流雾化特性的试验研究

以新型车载脉冲防暴水炮为试验平台,对星形、椭圆形和三角形喷嘴堵头进行了对比试验研究。利用高速摄影机拍摄到了水炮发射瞬间射流的高速图像,并通过相应的判读软件分析了所产生的不同射流速度的变化情况。结果表明,星形喷嘴堵头对射流有集束作用,可以提高水炮的最大射程和气液射流的雾化效果。     

牙轮钻头自激振荡脉冲喷嘴的实验研究

在理论和实验研究的基础上,设计了几种用于牙轮钻头的自激振荡脉冲喷嘴,在常压下进行了射流脉冲压力测试和冲蚀天然红砂岩的实验。实验结果表明,所设计的风琴管自激脉冲喷嘴和亥姆霍兹振荡腔脉冲喷嘴具有很强的脉冲效果,其冲蚀岩石能力大大高于普通锥形喷嘴,其中风琴管自激脉冲喷嘴的脉冲效果和破岩能力最强。实验还表明,自激振荡脉冲喷嘴射流存在最优喷距,最优喷距的大小为喷嘴出口直径的7～14倍。自激振荡脉冲喷嘴可直接应用在钻头上,能提高钻井速度,降低钻井成本。     

阵列多孔式辅助喷嘴和异型筘组合流场特性

为了改善喷气织机单圆孔辅助喷嘴的引纬速度、能耗和织物质量,阵列椭圆孔得到两种不同出口形状的辅助喷嘴。通过数值模拟结合实验方法研究了阵列式辅助喷嘴和主喷嘴射流汇入异形筘内组合流场特性。分析了异形孔辅喷结构参数和阵列方式对组合流场的速度、集束性和湍涡分布的影响。结果表明：阵列式多孔辅喷射流汇入异形筘组合流场核心速度区域更长,集束性更好,引纬稳定性更优。可见阵列式多孔辅喷可取替单圆孔辅喷,应用于现代高速喷气织机。     

冷轧带钢连续退火模拟实验机的开发及其性能

为研究连续退火工艺,开发冷轧钢种,开发了一种新型连续退火模拟实验机.该实验机采用单片试样,在有N2,H2保护气氛的密闭环境中进行退火.实验过程中,利用大电流对试样进行直接电阻加热,采用喷气/喷雾组合窄缝喷嘴进行冷却,并可对试样施加张力;加热、冷却、张力和气氛可按设定的工艺参数控制;整个退火过程在一个工位上完成,试样不需要移动.介绍了实验机的设计原则、系统结构、特点以及主要技术指标.性能测试结果表明,退火后的试样,其组织和力学性能均匀性及重现性均比较好.