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。     

保护渣性能对结晶器内传热的影响

在实验室模拟研究了结晶器内酸性保护渣的传热情况。结果表明：增加保护渣的粘度、提高保护渣的凝固温度，结晶器与坯壳之间渣膜的传热系数和热流密度都减小而热阻增加，通过调整保护渣的性能，可调节渣膜的传热系数，使其适应连铸坯生产的要求。     

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.     

含铝TRIP钢结晶器保护渣黏度特性

含铝TRIP钢钢液中Al易与结晶器保护渣中的SiO2发生氧化-还原反应,使其保护渣中Al2O3的质量分数由3%快速增加到30%左右,w(Al2O3)/w(SiO2)由0.10增加到1.44,导致黏度发生大的波动. 研究了Al2O3含量和w(Al2O3)/w(SiO2)对含铝TRIP钢保护渣黏度的影响,建立了高Al2O3含量保护渣系黏度的计算模型. 结果表明:随着Al2O3质量分数由3%增加到17%,综合碱度R＜1的保护渣黏度先增大再减小,而R≥1的保护渣黏度变化较小;随着Al2O3质量分数由17%增加到30%,保护渣的黏度快速增大;随着w(Al2O3)/w(SiO2)的增大,Al-TRIP钢保护渣的黏度呈现先快速减小而后迅速增大的趋势.     

连铸板坯结晶器内钢液吹氩行为的数值模拟

以宝钢一连铸板坯结晶器为研究对象，采用多相流模型计算了吹氩后结晶器内钢液的流场、温度场及氩气分布。结果表明：吹氩后，结晶器内上回流区钢液的流动强度增大，下回流区变小；钢液的温度梯度减小，温度分布均匀；氩气的分布不均匀，上回流区钢液的含气率大大高于下回流区。     

碱度和温度对结晶器保护渣表面张力的影响

根据结晶器保护渣组成与成分范围,在实验渣成分设计的基础上,采用静滴法,利用渣金界面性质测定仪测定了不同碱度实验渣在不同温度下的表面张力。结果表明,在实验渣成分范围内,随着温度的升高,熔渣表面张力呈线性逐渐降低,温度升高100℃,熔渣表面张力约可降低215 m N/m,且熔渣表面张力的降低主要取决于温度升高所导致的离子间作用力减弱。随着碱度的增加,熔渣表面张力逐渐升高,其变化趋势与熔体聚合程度降低的趋势相一致。     

结晶器中连铸保护渣的润滑与选择

在Hasselstron,Chone等人工作的基础上,根据流体力学原理推导了一个计算连铸结晶器中保护渣膜厚度的新公式。和原有计算法相比,该公式考察的因素更全面,它为保护渣的选择和连铸有关工艺参数的确定提供了依据。     

稀土氧化物对结晶器保护渣理化性质的影响

针对在结晶器喂稀土过程中,稀土的氧化产物进入保护渣熔融层,影响和限制了保护渣冶金性能发挥的主要问题,系统测定了稀土氧化物对结晶器保护渣熔化温度、黏度和结晶温度的影响.结果表明,随稀土氧化物含量增加,保护渣熔化温度、黏度和结晶温度显著升高.保护渣中添加少量B2O3和Li2O作为新的助熔剂使用,可以显著削弱稀土氧化物对保护渣理化性能的影响.进而可以为开发成分和性能更为合理的新型稀土钢结晶器保护渣提供理论依据.     

结晶器保护渣结晶温度的影响因素

利用热丝法熔化温度测定仪研究了保护渣结晶温度的影响因素,得到各种成分对保护渣结晶温度的影响规律及影响程度·研究表明,随着碱度及渣中NaF和CaF2含量的增大,保护渣结晶温度逐渐升高;随着渣中Al2O3,MgO,Na2O,K2O,BaO,MnO,B2O3含量的增大,保护渣结晶温度逐渐降低;随着渣中Li2O含量的增大,保护渣结晶温度先降低,2%时结晶温度最低,而后逐渐升高·     

连铸结晶器内保护渣渣膜状态的数学模拟

建立了考虑保护渣参与传热的铸坯凝固模型,计算结晶器内铸坯收缩产生的气隙大小,确定存在于结晶器与铸坯间保护渣渣膜的温度、厚度和存在状态,分析保护渣的润滑能力及连铸工艺条件对保护渣的物性要求。得出以下结论：熔化温度越低,液态渣膜越厚,在结晶器内渣膜保持长度越长;对于一定熔化温度的保护渣,存在最佳拉坯速度以提供高佳液体润滑;浇铸温度越高,液态渣膜厚度越大。     

70吨底吹氩钢包卷渣临界条件的水模型实验研究

文中针对西宁特钢70吨底吹氩钢包,通过水模型实验对钢包临界卷渣吹氩量进行研究,得到单吹临界卷渣吹气量为270L/min,双吹临界卷渣吹气量为320L/min.     

长水口吹氩对中间包流场和渣层行为影响的数值模拟研究

通过建立中间包内多相流非稳态数学模型,研究了长水口吹氩对中间包内流场的影响,分析了吹氩流量与渣眼面积和卷渣量之间的关系。结果表明,在扩张型长水口吹氩时,氩气泡流容易聚集于长水口的喇叭口处。由于浮力作用,吹氩造成的气泡流在湍流抑制器上方会产生较强的上升流,钢液涡度分析显示,这有利于夹杂物的碰撞长大和上浮去除。对于该50 t两流中间包,在拉坯速度为1.2 m/min条件下,当长水口吹氩流量为1.5×10^-4 Nm³/s时,既能有效促进夹杂物的上浮去除,也可使渣眼面积控制在较低范围内;而吹氩流量大于2.5×10^-4 Nm³/s时,会加剧渣眼形成和卷渣程度,导致钢液发生严重的二次氧化。     

连铸保护渣在结晶器中熔融行为的计算机仿真

在对特定的连铸保护渣进行分析时，熔渣层厚度是一个重要参数，如果在连铸过程中熔融层厚度不能保持在某一最小值以上时，铸坯的内外部质量会因坯壳与结晶器间的润润变差而受到影响，因而必须确定适合条件的保护渣，在工业试验中，保持其它参数不变而只控制一个参数的变化来研究其影响是非常困难的，而且费用昂贵。采用数学计算和计算机仿真方法进行此类研究，较好的预测了钢液面上熔融层的厚度及温度分布，并以此来研究了保护渣物理性能对保护渣各层厚度的影响。     

FTSC薄板坯连铸机结晶器形状及保护渣性能对铸坯表面纵裂纹缺陷的影响

以唐钢FTSC薄板坯连铸机为基础,研究了结晶器漏斗形状及保护渣性能对热轧酸洗板表面纵裂纹的影响.结果表明,漏斗结晶器的漏斗曲线及整个结晶器在横截面与纵剖面上与坯壳形状的匹配,是影响铸坯纵裂的主要因素,同时保护渣起到重要的作用.     

吹氩模式对钢包内多相流流动行为影响的数值模拟研究

以某钢厂150 t钢包为对象,通过数值模拟手段研究了吹氩模式和吹氩流量对钢包流场、钢渣界面行为和壁面剪应力分布的影响。结果表明：单孔吹氩模式下,钢包内环流远端流速低,钢渣界面流动不活跃,易导致此处渣层冷凝结壳;双孔等流量吹氩模式下,随着吹氩流量增大,钢渣界面流速增加,但其流动活跃性降低;双孔差流量吹氩下,大吹氩流量时钢渣界面能维持一定范围的活跃流动。当吹氩流量在120～240 L/min范围,单孔吹氩所形成的渣眼面积大于两种双孔吹氩模式;当吹氩流量超过240 L/min,双孔等流量吹氩下渣眼面积最大,双孔差流量吹氩对应的渣眼面积最小。另外,单孔吹氩下壁面剪应力最大,应力面积较小,双孔等流量吹氩下剪应力虽然显著降低,但分布区域面积增大。综上所述,双孔差流量吹氩模式可以在提高钢液精炼效率的同时,降低对钢包内衬耐火材料的流动侵蚀。     

液态渣细集料对混凝土和砂浆弹性模量的影响

从微观形貌，水化产物，显微硬度及孔结构等方面研究液态渣，液态渣砂浆（过滤区）的结构特征，与普通砂，普通砂浆进行比较表明：液态渣集料在砂浆中发生活性反应，水化产物对过渡区有致密作用，且液态渣的结构比普通砂更致密，刚度大，提高了砂浆和混凝土的弹性模量。     

连铸结晶器保护渣熔点影响因素的研究

以生产现场实际使用的连铸结晶器保护渣为研究对象,研究碱度、碱金属氧化物含量、Al2O3含量和F含量对保护渣熔点的影响.结果表明,保护渣熔点随Al2O3含量和碱度增大呈先略微降低后逐渐升高势态,随碱金属氧化物和F含量的增加呈先显著降低后趋于平缓趋势.     

钢包底吹氩对混匀影响的水模实验

钢包底吹氩工艺参数对精炼效率有重要影响,本文以1：4的比例建立150t钢包的物理模型,钢包内钢液混匀时间受到吹气位置及吹气量的影响,通过对底吹气位置、气量进行实验研究,结果表明,单孔底吹的标态吹气量大于3.36 L/min时混匀时间变化不明显;单孔吹气时底吹喷嘴距离钢包中心0.5r时混匀时间最短.双孔底吹合适的位置是距钢包中心0.7r.     

非正弦振动结晶器内保护渣道动态压力变化规律

根据结晶器振动速度变化规律和保护渣润滑理论,建立保护渣道动态压力计算模型,研究结晶器非正弦振动过程保护渣道动态压力变化规律,分析非正弦振动参数及拉坯速度变化对保护渣道动态压力的影响规律。研究结果表明:随着非正弦因子α增加,渣道最大负压减小,而最大正压增加,α的最佳值约为0.2;随着振幅和振频增加,渣道正负压力都增加,但正压增加程度明显高于负压增加程度,特别是振频增加对负压的影响不明显;随着拉速提高,渣道最大负压增加而最大正压减小,因此,拉速提高应适当提高振幅并降低振频;针对2种拉速采用的非正弦振动参数合理,同时证明了模型的实用性和可靠性。     

连铸保护渣道动态压力计算模型及影响因素

通过建立保护渣道压力计算模型,研究了保护渣道压力随结晶器振动的周期性变化规律以及保护渣道形状参数、连铸工艺参数和保护渣黏度对渣道压力的影响.结果表明:结晶器达到最大上振速度和最大下振速度时,渣道压力分别达到最大负压和最大正压;保护渣道形状参数对渣道压力有重要影响,渣道入口宽度和出口宽度增加,渣道正负压力都明显下降,而渣道长度增加,渣道正负压力最大值都增加;拉坯速度与结晶器振动速度都影响渣道压力,拉坯速度增加,渣道最大负压增加,而最大正压减小;结晶器振动速度和保护渣黏度增加,使渣道最大正负压力都增加.