连铸异型坯凝固过程的数值模拟

为了解决连铸异形坯的表面及内部裂纹问题,以实测异形坯连铸工艺参数作边界条件,采用有限元方法,利用ANSYS商业软件对铸坯的凝固发展过程进行了数值模拟,模拟结果与实测铸坯表面温度吻合.计算结果表明,对于SS400异型坯,在当前的工艺条件下,仅有圆角处的表面温度在二冷区中前段,温度处于高温塑性区,铸坯的其他部位表面温度均落在相应钢种的低温脆性区.因此二冷区可以进一步采用弱冷方式,使异型坯在二冷段和矫直辊前的表面温度处于高温塑性区.     

RH冶炼超低碳钢的最优工艺研究

建立了RH碳氧反应模型,计算值和实际测量值吻合较好,可以模拟实际RH精炼过程中的碳氧反应.在一定的初始碳含量范围内,初始碳含量对RH脱碳结束的碳含量基本没有影响,同时,RH脱碳反应达到14min后其脱碳速度小于1.5×10-6min-1,脱碳反应接近平衡.随着钢包渣TFe含量的增高,RH脱碳反应降低的氧含量和碳含量的比值在降低.当钢包渣TFe含量为8%时,实际计算的碳氧线和理论的碳氧线接近.     

高碳耐磨球钢大方坯连铸过程凝固定律及在轻压下过程中的应用

基于ANSYS软件建立310 mm×360 mm(长×宽)断面大方坯连铸过程二维凝固传热数学模型,通过窄面射钉试验及铸坯表面测温对模型的准确性进行验证,模拟不同碳质量分数高碳耐磨球钢大方坯宽面和窄面凝固坯壳的生长规律,将计算结果应用于轻压下过程中并进行现场试验。研究结果表明:模型能精确地获得不同工况下任意位置铸坯凝固坯壳的厚度分布、凝固终点位置及中心固相率。不同碳质量分数的高碳耐磨球钢具有相同的凝固规律:结晶器弯月面至二冷区出口,铸坯柱状晶区的凝固坯壳厚度与凝固时间的平方根呈线性关系,符合平方根定律,平方根定律的修正项与过热度有关;二冷区出口至凝固终点,相应铸坯等轴晶区凝固坯壳厚度与凝固时间的平方根呈非线性关系;根据凝固传热模型计算的高碳耐磨球钢BU铸坯中心固相率分布,结合轻压下合适的压下区间要求,拉速从0.43 m/min增加到0.52 m/min,轻压下可压区间增加,铸坯的中心碳偏析明显减少。     

转炉钢渣的物相及其冷却析出研究

利用X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析仪对转炉钢渣的物相组成及其形貌特征进行研究,并用热力学软件FactSage对钢渣冷却过程中各物相的析出情况进行模拟。结果表明,转炉钢渣中的主要物相为硅酸钙相、铁酸钙相以及RO相,此外还有少量的游离氧化钙(f-CaO)等物相。从物相的形貌特征上来看,硅酸钙相多呈圆形或椭圆形,尺寸为10~20μm;铁酸钙相以延伸的状态分布在硅酸钙相和RO相之间,无规则形状;RO相为连续延伸的无定形状,尺寸大小不一;游离氧化钙呈堆积状态,无规则形状,尺寸在30~50μm之间,且表面较为粗糙。转炉钢渣在缓慢冷却的过程中,最终会析出γ-Ca2SiO4、Ca2Fe2O5、(MnO)(Fe2O3)以及少量的MgO等物相,且各物相的析出温度分别为175、1325、425、1550℃。     

连铸中间包内钢液流动及其控制

对连铸中间包内钢液流动现象进行了水模拟研究和速度分布测量。研究表明,注入的钢流下降时吸收周围液体,形成扩张角10°～12°的射流,是中间包内流动的动量源。挡墙设置能改变钢液流动方向,是控制钢液流动的有效手段。对不同类型的挡墙设置方案。用示踪剂分布方法测量了流动特点及夹杂物的去除率,探讨了合理的挡墙设置位置。     

一体化生产管理系统炼钢计划子系统设计

概述了炼钢-连铸钢—连铸—热轧一体化生产管理系统的设计方案，采用软件工程方法开发炼钢计划与实绩管理子系统,简要介绍了子系统功能构成及动态调整设计. 实验室模拟运行效果良好.     

薄板坯连铸机新型浸入式水口

基于相似原理,采用1:1的水模型,模拟了薄板坯连铸结晶器内钢液的流场.采用SG800水工数据采集系统对结晶器内液面波动和注流冲击深度进行了定量测量.针对薄板坯连铸高拉速的需要,开发了一种新型的耗散型浸入式水口.通过研究耗散水口上下出口面积比、出口角度以及拉坯速度对结晶器液面波动和对结晶器窄边冲击情况的影响,找出了其中的变化规律,为优化耗散式水口的结构和工艺参数提供了理论依据.通过与普通双侧孔水口的试验比较,证明耗散型水口是一种适合薄板坯连铸高拉速生产的新型水口.     

高级管线钢生产适宜洁净度的研究

通过对X70管线钢生产过程中的钢水洁净度的研究与评价,对高级别管线钢生产中适宜洁净度的选取和控制进行了初步研究和探讨.研究结果表明:管线钢质量的提高与钢水洁净度的提高并不存在着线性关系,不应追求过高的钢水洁净度,注重在合理的钢水洁净度的情况下,寻求均匀、细小、弥散的夹杂物分布更加有利于降低生产成本、提高管线钢的质量.     

X70钢的清洁度在精炼与连铸过程中的变化

针对鞍钢炼钢厂"铁水预处理→LD→LF→VD→CC"X70生产流程,采用系统取样,综合分析的方法,对LF处理前后、VD处理前后、中间包、结晶器和铸坯中的T[O]、显微非金属夹杂物的类型、数量及尺寸分布进行了系统研究.研究结果表明:(1)铸坯中T[O]的平均值为17.33×10-6,铸坯中显微夹杂物数量为2.40mm-2;(2)LF处理前后钢水中显微非金属夹杂以长条及块状的Al2O3夹杂和球块状的硅酸盐夹杂为主,VD钙处理后,没有观察到纯的MnS夹杂与纯的Al2O3夹杂;(3)结晶器钢水、铸坯中有纯Al2O3夹杂再现;(4)钢中的氧化物及硫化物夹杂均没有达到完全变性的要求.     

RH脱碳过程中极低氧钢水的碳氧反应机理

BOF+LF+RH+CC工艺路线生产IF钢,在RH脱碳前,钢水经脱氧和LF精炼后,钢中自由氧达到极低水平.根据表观脱碳速率常数的不同,这种极低氧钢水的RH脱碳可以划分为四个阶段.与传统三个阶段的RH脱碳不同的是在低速脱碳阶段和快速脱碳阶段存在一个脱碳速率介于两者之间的过渡阶段.在正规溶液模型的基础上,建立了能够准确预报钢液氧含量及顶渣FeO含量的RH脱碳模型.结果表明:在RH吹氧前,极低氧含量的钢液与顶渣之间基本不传氧;吹氧之后,钢液氧含量呈线性增加,当钢液氧势大于顶渣氧势后,钢液向顶渣传氧,渣中FeO含量上升;RH处理结束FeO含量较处理初始有所回升,但是仍处于极低水平,能够有效降低顶渣对钢液的二次氧化.