合金钢中镁铝尖晶石夹杂物生成与转化热力学

通过FactSage 6.0热力学软件计算,研究了合金钢中镁铝尖晶石(MgO.Al2O3)形成和向低熔点复合夹杂物转化的热力学条件,以及钙处理对钢液成分和夹杂物成分的影响.研究结果表明:钢中生成镁铝尖晶石夹杂物需要镁的含量较低;当钢液中溶解钙的质量分数为1×10-6时,镁铝尖晶石会转化变成液态的复合夹杂物;随着钙加入量的增加,液态复合夹杂物中Al2O3和MgO的含量继续降低,CaO的含量继续增加,SiO2的含量较低,基本保持不变;随着钙加入量的增加,钢液中的氧含量会降低,镁含量增加.     

石油套管钢钙处理机理及效果

系统地研究了国内某钢厂生产的39Mn2V石油套管钢钙处理前后的总氧含量变化及夹杂物类型,从热力学上分析了钢中氧化铝和硫化锰的变性机理.研究结果表明现有工艺条件下喂入的硅钙量可以将Al2O3完全变性为炼钢温度下呈液态的12CaO.7Al2O3和3CaO.Al2O3夹杂物,但不能将MnS完全变性为CaS.     

兴澄特钢中间包结构优化

以兴澄特钢连铸中间包为工程背景,根据相似原理建立了中间包水模型系统,研究了4流不同结构的中间包的流体流动特性.研究表明:原结构的中间包同一侧的两流之间的流体流动特性存在很大差异,与内侧流相比,外侧流的最小停留时间、峰值时间小,死区体积大,造成中间包内钢液温度不均匀,夹杂物不能有效地上浮去除,不能很好地满足高质量特钢生产的要求.采用优化后的挡墙和坝组合的中间包控流装置,外侧和内侧的停留时间分布趋于一致,表明外侧流和内侧流之间流动特性相近.中间包结构优化后平均死区百分数由原结构的58.2%降低到10.9%.     

UHP－EAF工艺软件的开发

本文运用“黑箱”的方法对超高功率电弧炉炼钢工艺过程做了系统分析,基于物料衡算、能量衡算和化学平衡建立的数学模型,使用ＢＡＳＩＣ、ＤＢＡＳＥ等高级算法语言,对电弧炉炼钢工艺过程计算机操作软件进行了开发研究．     

混合LES-RANS模型在结晶器钢液流场模拟中的应用

采用了一种新的混合LES-RANS(大涡模拟-雷诺平均模型)湍流模型模拟结晶器中钢液的流场.模型通过修正湍流黏度系数对水口和结晶器内湍流进行过滤,对大尺度的湍流直接采用Navier-Stokes方程求解计算,对小尺度的脉动采用标准k-ε模型进行计算.该模型能避免RANS的过分耗散并且能捕捉到更多的瞬态湍流信息.模型通过对连铸结晶器内液态金属GaInSn模型速度进行测量验证,速度测量方法为超声波多普勒测速仪(UDV)测速法.新模型与实验测量值吻合程度明显好于RANS模拟的结果,能更准确地预测结晶器和水口内的湍流行为.结晶器内瞬态流动特征表明,水口两侧流体呈周期性的偏流,周期约为5s.     

地转偏向力对侧顶复吹AOD炉流场影响的理论分析

基于地转偏向力的原理和120 t侧顶复吹AOD炉的构造,对AOD炉和地转偏向力的关系进行了理论分析和计算,认为地转偏向力通过对AOD炉内侧枪和顶枪气流的作用影响其流场.针对本研究的AOD炉,计算表明地转偏向力使顶枪气流从出口到熔池液面发生7.92×10-8(°)的偏转,使侧枪气流发生1.88×10-4(°)的偏转,说明地转偏向力对侧枪气流的影响更大.     

钢液钙处理脱氧脱硫的动力学

通过对钢液钙处理脱氧脱硫过程动力学的研究发现,当钙粒以喂线的形式注入钢水中时,一部分钙溶解,另一部分变为钙气泡,气泡在上浮的过程中与钢液中的氧、硫反应.钙粒的粒径越大,气化后的气泡在钢液中的停留时间和平均上浮速率就越大,脱氧脱硫的传质系数越小;在炼钢温度范围内,上浮速率及停留时间与钢液温度几乎没有关系,但传质系数随温度的增加而增加;随着钢液中氧、硫含量的增加,钙粒的最佳粒径增加;在一定的钢液深度和一定的氧、硫含量时,钙脱氧脱硫的利用率随其粒径的增加而减小;在温度为1 823 K、钢液中硫的质量分数为0.012%以及钢水包的深度为3 m情况下,当Ca的粒径小于0.002 m时,理论上Ca全部转化;当Ca的粒径在0.002～0.003 m时,钙的转化率为84.4%.     

低碳低硅SPHC钢精炼渣优化研究

为改善SPHC钢LF精炼效果,本研究首先利用FactSage热力学计算软件,分析了SPHC钢LF精炼渣系的理化特性,提出相应的精炼渣优化方案,并进行了工业实验验证.研究结果显示,通过对LF精炼渣系的优化,出站时钢中全氧T[ O]由优化前的24×10-6下降至优化后的20×10-6,显微夹杂物总数去除率由优化前的56.57%增加至优化后的71.54%,大型夹杂物数量也由原来的85.42 mg/10 kg下降至42.45 mg/10 kg.