连铸中间包钢液加热方式的模拟

研究采用模型实验法，以重庆特殊钢厂弧型连铸机、成都无缝钢管厂水平连铸机为原型，探索了中间包感应加热的温度场和升温效果，实验中使用了微机采集数据，并对数据进行系统的处理，在此基础上与电渣加热模型实验比较，结果表明：两种加热方法都可以提高中间包内的钢液温度，只是温度分布有所不同。模拟感应加热的热效率可达８０％，对结果进行了无量钢化处理，推算出热态中间包的温度分布。     

底吹中间包内钢液及夹杂物运动特性的数模研究

根据某厂实际中间包的操作工艺参数，采用欧拉两流体模型和拉格郎日随机轨道模型，模拟计算采用湍流控制器和气幕挡墙技术的中间包内的钢液流动特性及钢水中夹杂物的运动行为，研究结果表明，中间包底部吹气过程可以有效地改善钢液的流动状态，消除短路流，起到中间包档墙的作用，并且增大夹杂物在中间包内上浮排出率，大大提高了钢水的清洁度．     

连铸中间包内三维流动的数学模拟

建立了描述连铸中间包内三维流动的数学模型，计算了有、无流动控制下中间包内的三维流动。结果表明，合理的流动控制有利于中间包内非金属夹杂的上浮和吸附，用κ－ε模型都能基本上描述中间包内的流动，但都有待改进。     

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。     

连铸中间包内夹杂物去除行为的物理模拟

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包物理模型实验,考察了换钢包过程中,中间包初始液面高度、长水口注入流量及控流装置对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:中间包初始液面高度从工作液面的1/4到3/4过程中夹杂物去除率提高较快,3/4工作液面为较理想的换钢包操作液面;夹杂物的去除率随长水口注入流量的增加而增大,注入流量超过2.5m3h-1时,夹杂物去除效果明显改善;挡墙挡坝组合控流装置的去夹杂效果较无控流装置有明显改善,在此基础上加入抑湍器后,去夹杂效果明显改善.     

连铸中间包内钢液流场数值模拟的研究进展

讨论中间包内钢液流动的数学模型和求解方法，介绍国内外用数学模拟法研究各种中间包冶金技术对钢液流场的影响，提出了进一步研究的发展方向。     

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.     

阻流器流控装置下中间包内的流场

通过物理和数学模拟研究了一种新型中间包流控制装置－阻流器对中间包内流场的影响。并通过同传统的单档墙，坝下中间包内流场的比较，得出阻流器可改变中间包内传统的流场。使钢液由长水口注入中间包后再返回自身，从而消除了中间包短流，发展了表面流，延长了滞止时间和平均停留时间，有利于中间包内夹杂物的去除。在较大的拉速下使用单档墙＋单坝＋阻流器的组合结构，效果更好，数学模型计算出的流场同水模型实验吻合较好。     

钢包长水口形状对中间包内钢液流动特性的影响

通过物理模拟实验研究了在不同的中间包液位时使用喇叭形长水口和直通形长水口对单流板坯中间包内的流体流动特性的影响.实验结果表明:使用喇叭形长水口后的RTD曲线峰值较低,波动较小,流场较稳定,而且不存在短路流;使用喇叭形长水口后更有利于延长流体在中间包内的开始响应时间、平均停留时间和活塞流平均停留时间;中间包内的死区体积较小,活塞流体积较大,而且活塞流与死区体积的比值也更大.因此,在中间包液位上升时,使用喇叭形长水口后包内的流动模式组成更合理,这更有利于保证中间包内钢水的质量.     

多流中间包钢液流动特性分析方法

中间包水模型实验一般采用脉冲刺激-响应实验,分析所得平均停留时间分布(RTD)曲线特征;然而经典组合模型处理多流中间包RTD曲线时经常出现负体积死区分率或结果偏差较大的问题.本文基于组合模型,采用阶段刺激-响应实验,分析所得累计停留时间分布F曲线特征,对死区比例和活塞区比例进行计算.该模型计算方法适用于多流中间包的流场特征计算.基于累计停留时间分布曲线特征分析,对某钢厂七流中间包控流装置结构进行优化,优化后的中间包死区比例降低,各流差异减小,有利于生产顺行和铸坯质量的提高.     

多流水方坯连铸中间罐内液体流动状态的研究

采用刺激－响应法技术，对多流水方坯连铸中间罐内液体的混合与流动状态以及夹杂物排除规律进行了研究，测定了停留时间，分布函数和曲线以及温度分布。实验结果表明：对３流以上的多流连铸中间罐，选用梯形结构，其内设置适当的流股控制系统后，流体的混合与流动得到改善，各水口区流股特性趋于一致，中间罐内注流温度分布均匀，平均停留时间增长，夹杂上浮率大于９９．９８％。     

水平连铸中间包流动特性的模拟研究

浇注过程中钢水在中间包内的流动特性对中间包的设计、工艺操作和铸坯质量都有重要影响。本文结合马钢水平连铸7.5t中间包,模拟研究了中间包内液体流动行为和平均停留时间分布规律。在生产中应用结果证明对夹杂物的去除有明显的效果。     

基于中包钢水连续测温的拉速优化控制系统

为了提高铸机的产量和质量,针对塞棒控制结晶器液位的小方坯铸机拉速手动控制现状,利用建立的拉速优化控制模型获得拉速与过热度的最佳优化关系,设计出连铸机拉速随过热度变化的前馈控制系统.以传热模型为基础,最大拉速和出结晶器坯壳厚度为限制条件,建立拉速优化模型,并与实际生产相结合,设计出拉速随过热度的阶梯控制系统.并且重点分析了控制模式切换时的可靠性问题.现场应用表明:开发的该控制系统运行稳定可靠,能够满足现场生产需要.     

中间包钢水连续测温的新方法

基于在线黑体空腔理论,提出了一种新型的钢水连续测温方法·针对在线黑体空腔不满足基尔霍夫理想黑体物理模型,具有"非密闭"和"不等温"的辐射特性,建立了在线黑体空腔有效发射率、积分发射率的计算模型,并应用于中间包钢水连续测温系统中·实践表明,该方法具有较高性能价格比,测量误差≤±3℃,测温管寿命可达20～40h,测温成本与现行的快速热电偶实际消耗相当或略低,同时低于铂铑热电偶连续测温,是取代现行钢水间断式测温的较好方法·     

连铸中间包底吹气过程水模型实验研究

以宝钢集团梅山钢厂1台连铸中间包为原型,采用自行设计的吹气装置于底部吹气,用水模型的方法研究了吹气对中间包过程的影响。实验结果表明,底部吹气显著地改变了中间包内的流体流动特征;当不吹气时,通过上挡板下部的液流以层流形式贴近中间包的底部流动,然后从出口直接流出,在中间包的停留时间较短,死区体积较大,不利于夹杂物的去除;吹气以后,上升的气流起到了气幕挡墙的作用,通过上挡板下部的液流,被上升的气流抬起,贴近液面流动;吹气有利于增加平均停留时间,缩小中间包的死区体积,此外,上升的气流对中间包的液流具有一定的清洗作用,有利于夹杂物的去除;吹气用于中间包去夹杂过程,不需要较大气体流量。在气体流量相同时,在水模型实验装置中3个位置吹气对中间包的平均停留时间、中间包的死区体积分数、最短平均停留时间的影响大致相同,但总体上,中间位置的吹气效果要好于其他2个位置的吹气效果。     

单流板坯连铸中间包结构优化

通过对单流板坯连铸中间包的水模实验,研究了不同控流装置对中间包流动特性的影响.研究结果表明,堰、坝的尺寸和位置与湍流控制器(TI)的结构对中间包流动特性影响很大,在该中间包内使用不带顶檐的湍流控制器效果好于带顶檐的湍流控制器.与原方案中间包结构相比,优化后的中间包的流体流动特性得到很大改善,最小停留时间和峰值时间分别从64s和81 s提高到了81 s和163 s,平均停留时间从237s延长到了314 s,死区体积分数从35%降低到了14%,降低了60%.     

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。     

等离子体制取ZrO2在连铸中间包的应用

在１５０ｋＷ等离子体装置中，制取出脱硅锆（８８．６０％－９６．９０％ＺｒＯ２）和稳定型氧化锆（ＺｒＯ２≥９１．５４％，ＭｇＯ≤５．３９％）。研究了温度，时间和配碳量等对去除锆英石中ＳｉＯ２的影响规律。用脱硅锆代替化学提纯法生产的纯氧化锆，试制了连铸中间包用的定径水口（７５％ＺｒＯ２）产品，经使用，已能满足工业生产的要求。