扩张型长水口对中间包冲击区钢液流动的影响

建立中间包浇铸过程钢-渣-气多相流数学模型,研究稳态浇铸和换钢包过程非稳态浇铸时,扩张型长水口对中间包冲击区钢液流动行为的影响。结果表明,稳态浇铸时,使用扩张型长水口可以有效减小冲击区内钢液湍动能和液面流速,降低钢液面裸露和钢渣卷混的倾向;换钢包非稳态浇铸时,随着扩张型长水口内径增大,钢液面裸露面积整体逐渐减小,但长水口内径扩张2倍时,会由于排除气体量大,造成钢液面较长时间的裸露;使用内径扩张1.5倍的长水口时,钢液面裸露面积小,没有明显的钢渣卷混,有利于提高钢液纯净度。     

LF钢包精炼过程中的脱氧

研究了钢包精炼过程中钢水流动现象及吹氩对钢液中固脱氧产物去除行为的影响和不同脱氧条件下吹氩过程对钢中溶解氧的去除规律,指出合理的吹氩制度对钢液中固相脱氧产物的去除至关重要。当钢液不用铝脱氧时,吹氩过程对钢液中溶解氧的去除具有十分重要的意义。     

板坯连铸结晶器吹氩工艺参数优化

采用流体体积(VOF)方法和拉格朗日离散模型建立了反映230mm×1100mm板坯连铸结晶器吹氩过程中钢液、熔渣和氩气气泡流动行为的数学模型,通过数值模拟方法研究吹氩量、拉坯速度和水口浸入深度等工艺参数对结晶器内钢/渣界面行为特征的影响规律。结果表明,吹氩会明显加剧水口附近的钢/渣界面波动,选择合适的拉坯速度能有效降低该处的界面波动幅度,同时吹氩有利于减缓结晶器弯月面处的液面波动,可在一定程度上达到稳定钢/渣界面的目的。从16种工艺配置方案中优化出该结晶器的最佳吹氩工艺参数为:拉坯速度1.2m/min,吹氩量9L/min,水口浸入深度120mm。     

浇注过程中钢液的吸氧量

为了弄清钢流在浇注过程中受空气氧化的情况,进行了模型实验,得到的吸气公式为: V_g/V_1=2.433×10~_(-2)Fr~(0.4957)·We~(0.3122)·(h/D)~(0.3038) 还根据现场取样,分析浇注前后钢中氮含量以及氮氧之间关系,算出了钢液吸氧量,说明用上式估算钢水二次氧化程度是可行的。     

连铸中间包内夹杂物去除行为的水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包水模型实验,考察了控流装置、浇铸速度、夹杂物粒径对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:挡墙-挡坝组合控流夹杂物去除效果最佳,中间包内强湍流区夹杂物的碰撞聚合以及向上和表面流速的增加是主因;中间包注流区加入抑湍器,虽然其流体流动特征发生改变,但对夹杂物去除率的影响并不显著;较高的浇铸速度下,单纯靠控流装置的优化已不能很好地改善夹杂物的去除效果.     

钢锭头部保护渣增碳机理初探

调查了鞍钢8.3t钢锭头部使用保护渣浇注时的碳偏析情况:在实验室研究了熔融保护渣碳的饱和含量及其影响因素;熔渣-钢液间、碳粉-熔渣-钢液间平衡增碳研究,从而对使用保护渣浇注时钢锭头部的增碳机理提出了初步的看法:由于钢锭头部熔渣的含碳量很低(0.10％—0.20％),所以在浇注中保持足够的熔渣层不致于引起头部增碳。     

氩对四针状氧化锌场发射性能的影响

氧化锌是一种宽带半导体材料,由于其具有负电子亲和势,高的机械强度和良好的化学稳定性等特性,也被认为是一种很有发展潜力的场发射阴极材料。但是由于阴极材料在纳米量级,纳米材料的一些效应使其对工作的环境气体非常敏感。氩是采用薄膜型吸气剂的电真空器件中常见的残余气体成份。采用充气实验法研究了氩对氧化锌场发射的影响,得出其对氧化锌的场发射电流具有增强作用。由于氩的引入在一定程度上对系统起到了清洗的作用,系统内对氧化锌具有衰减作用的气体减少从而使得氧化锌发射电流在相同外加电压下增加。     

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.     

稀土Y对挤压态Mg-5Li合金组织及性能的影响

采用表面覆盖剂及氩气保护的熔炼方法制备了Mg-5Li-x Y(x=0,1,2,3,4)合金,研究了稀土元素Y对挤压态Mg-5Li合金的显微组织及力学性能的影响.研究结果表明,Mg-5Li合金中的Y元素主要是以稀土化合物Mg24Y5的形式存在于合金中;挤压变形后,合金发生了明显的动态再结晶,出现了大量的等轴晶,弥散分布的Mg24Y5相阻碍了动态再结晶过程中的晶粒长大,晶粒明显细化.挤压态Mg-5Li-3Y合金获得了优异的力学性能,其抗拉强度和断裂伸长率分别达到了231.63 MPa和9.35%,合金断裂方式主要为韧性断裂.     

水平连铸结晶器合理锥度的计算

结晶器是水平连铸的关键部件,其合理的锥度对改善结晶器的冷却效果、提高铸坯的质量和产量、发展水平连铸技术有着重要意义。本文根据结晶器内铸坯凝固过程中的气隙分布规律,提出了浇铸20~#钢时圆坯断面的结晶器锥度计算方法。     

几种含微量元素孕育剂的孕育效果比较试验

本文针对薄壁铸态铁素体球墨铸铁产品,采用含多种微量元素的孕育剂与75SiFe孕育剂在三种不同孕育处理工艺下的孕育效果进行比较。实验所用四种含微量元素的孕育剂比单纯用75SiFe作孕育剂的孕育效果为好,尤以含Bi孕育剂在包内随流孕育处理工艺下的孕育效果最佳。     

钢包吹氩精炼过程钢水流动与混合行为的研究

结合鞍钢180t钢包吹氩搅拌装置的设备工艺条件，采用数学模型方法预报了吹氩搅拌过程中钢水循环流动和混合等冶金行为，分别探讨了吹氩方式和氩气流量对钢水循环流量和混匀时间的影响。     

基于机器视觉的薄带铸轧熔池液位识别方法

为解决薄带铸轧熔池液位难检测的问题,研发机器视觉识别熔池钢水液位的方法.利用线阵CCD下熔池钢水与铸轧辊灰度值有明显差别的图像特征,建立熔池液位的机器视觉检测系统.利用所选线阵相机采集图像速度快的特性,提出基于时间建立熔池液位图像原型的方法,建立了以滤波处理、二值化处理和边界识别为核心的熔池液位视觉识别模型.使用建立的系统和模型在实验室铸轧机和感应加热炉上进行了测试实验,结果表明:所建的熔池液位视觉检测系统和识别方法具备可行性,具有较高的检测精度和较快的检测速度,能够满足工业生产需要.     

超低碳铝镇静钢冶炼过程氮含量的控制

针对企业冶炼超低碳铝镇静钢过程中增氮量高、波动大及控制不稳定的问题,采用工艺数据统计和现场取样的手段,系统梳理了冶炼过程钢液脱氮和增氮的主要环节和影响因素.转炉脱碳期和真空处理是脱氮的主要环节,碳氧期的总脱碳量高则终点氮含量低;转炉底吹N2/Ar切换点在吹炼70%以前对终点氮含量影响不大;VD在无氧条件下脱氮有利,RH则在有氧条件下脱氮有利.控制钢中溶解氧>200×10-6则出钢过程增氮可控制在5×10-6以下;炉料的氮带入是真空精炼环节增氮的重要因素,最高达11×10-6;采用密封垫+吹Ar的保护方式,增氮量最低为1×10-6.     

电离气体组分对高频等离子体温度的影响

电感耦合高频等离子体在高纯材料合成等领域具有重要应用。电离气体组分影响等离子温度,并影响其使用性能。通过改变电离气体中氧气与氮气的配比,以及往空气中掺入不同比例的氩气,研究了电离气体组分对高频等离子体温度的影响。结果表明,电离气体中氧气相对氮气气体比例的增加可显著提高等离子体温度,同时可促进Si与O粒子的结合。在加料前氧气含量从10%增加到90%时,等离子体电子温度从6 282 K增加到了7 047 K;加料后电子温度同样随氧气含量增加而升高;并且游离Si粒子数量随之显著降低;往空气中掺入氩气同样可以提高等离子体电子温度并促进二氧化硅的形成,但其作用弱于氧气。     

出钢过程中注入流体卷入气体的模拟研究

利用相似原理建立水力学模型,模拟了出钢过程中注入流体卷入气体的过程。模拟实验结果表明,注入时间愈短,注流带入的气体量愈少;注入高度愈低,注流带入的气体量愈少。并分析了流体注入时间、注入高度对流场的影响。     

板坯连铸结晶器吹氩对铸坯卷渣的影响

板坯连铸结晶器浸入式水口吹氩使结晶器流场发生改变,引起液面波动,造成铸坯卷渣.为了的这一问题,采用大样电解方法结合扫描电镜技术,研究了板坯连铸结晶器浸入式水口不同吹氩量和吹氩分配方式对铸坯夹杂物的数量和类型的影响,提出了减少卷渣的合理结晶器吹氩量和吹氩分配方式,得出了卷渣占结晶器夹杂物的比例超过半数的结论.分析表明合理的吹氩参数对减少结晶器卷渣有着重要的意义.     

热处理对奥氏体不锈钢00 Cr24 Ni13铸坯高温热塑性的影响

采用热处理实验方法,同时结合热模拟压缩和热模拟拉伸试验,研究了热处理对奥氏体不锈钢00Cr24Ni13铸坯高温热塑性的影响。实验结果表明：热处理能够明显改变实验钢铸坯中δ铁素体的形貌;经1200℃保温3 h空冷后,原始铸坯中存在的大面积连续网状δ铁素体完全转变为弥散分布的细小颗粒状组织。具有颗粒状δ铁素体的热处理试样与热处理前相比,不同温度压缩时的变形抗力略有增加,但并没有急剧恶化;热模拟抗拉强度基本保持不变;相同温度下的断面收缩率( Z)显著提高,其中Z≥60%的温度区间由1150~1280℃扩展为1050~1300℃,高塑性(Z≥80%)温度范围在150℃左右(1150~1300℃)。     

Effect of continuous casting speed on mold surface flow and the related near-surface distribution of non-metallic inclusions

For the control of surface defects in interstitial-free(IF) steel, quantitative metallographic analyses of near-surface inclusions and surface liquid flow detection via the nail-board tipping method were conducted. The results show that, at casting speeds of 0.8 and 1.0 m/min, a thin liquid mold flux layer forms and non-uniform floating of argon bubbles occurs, inducing the entrainment and subsequent entrapment of the liquid flux; fine inclusion particles of Al_2O_3 can also aggregate at the solidification front. At higher casting speeds of 1.4 and 1.6 m/min, the liquid mold flux can be entrained and carried deeper into the liquid steel pool because of strong level fluctuations of the liquid steel and the flux. The optimal casting speed is approximately 1.2 m/min, with the most favorable surface flow status and, correspondingly, the lowest number of inclusions near the slab surface.     

3D stress simulation and parameter design during twin-roll casting of 304 stainless steel based on the Anand model

This study first investigated cracks on the surface of an actual steel strip. Formulating the Anand model in ANSYS software, we then simulated the stress field in the molten pool of type 304 stainless steel during the twin-roll casting process. Parameters affecting the stress distribution in the molten pool were analyzed in detail and optimized. After twin-roll casting, a large number of transgranular and intergranular cracks resided on the surface of the thin steel strip, and followed a tortuous path. In the molten pool, stress was enhanced at the exit and at the roller contact positions. The stress at the exit decreased with increasing casting speed and pouring temperature. To ensure high quality of the fabricated strips, the casting speed and pouring temperature should be controlled above 0.7 m/s and 1520°C, respectively.