中薄板坯连铸保护渣研究

系统地研究了中薄板坯连铸保护渣的化学成分与理化性能,熔化温度、熔化速度和粘度的关系,探讨了保护渣中的 Al2O3、F-、碳质量分数及碱度的大小对保护渣理化性能的影响,得到了优化的保护渣成分.为开发满足现场工艺要求的中薄板坯连铸保护渣提供理论依据和指导.     

超低碳钢新型连铸保护渣的开发

采用BN替代碳质材料 ,作为连铸保护渣的骨架粒子 ,研究开发出一种新型的超低碳钢连铸保护渣·新型连铸保护渣在绝热保温性能、熔化特性、粘性特征、夹杂物吸收能力和结晶性能等方面与传统连铸保护渣十分接近·新型连铸保护渣 ,可以彻底解决超低碳钢结晶器内钢液增碳和铸坯表面渗碳问题 ,而且不会发生超低碳钢结晶器内钢液增硼和铸坯表面渗硼问题·新型骨架粒子BN可以使连铸保护渣JRBW增大、熔化速度降低、粘度减小、Al2 O3 吸收速率增大、熔化温度降低、凝固温度降低、结晶温度降低     

薄板坯结晶器内卷渣现象的研究

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－保护渣界面的流场,通过采用ＳＧ２００水工数据采集系统对液面波动进行了定理测量。结合流场显示研究了薄板坯连铸结晶器内钢液的卷渣机理,得出了薄板坯连铸结晶器内钢液的主要卷渣方式为旋涡卷渣和剪切卷渣。     

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.     

BaO在连铸保护渣中的作用

本文研究了BaO在连铸结晶器用保护渣中的作用。重点考虑了BaO对保护渣的熔化温度、粘度、吸收夹杂能力和玻璃态形成的影响。 实验结果表明,保护渣中含有一定数量的BaO,可以降低其熔化温度、粘度,阻碍渣中高熔化温度质点的形成及熔渣的结晶,因而将增加保护渣吸收夹杂的能力,改善熔渣膜在结晶器与铸坯间的润滑。     

CSP薄板坯连铸结晶器电磁制动对流场和温度场的影响

旨在考察电磁制动对薄板坯连铸结晶器内钢液流动及传热的影响效果,从而为CSP薄板坯连铸生产实践提供理论参考。根据国内某钢厂CSP薄板坯连铸漏斗形结晶器、水口结构参数,首先建立了描述结晶器内钢液流动和传热的三维数学模型,应用CFD软件对结晶器内钢液的流场和温度场、凝固现象进行耦合计算和分析。再耦合经实测数据验证由ANSYS模拟得出的电磁场,计算和分析电磁制动下结晶器内钢液各种现象的变化。结果表明:电磁制动的应用,使结晶器钢液面上的速度降低,由无电磁时的0.13 m/s降到0.10 m/s,降幅在23%左右;使向下的流股冲击深度降低;使结晶器钢液面上温度升高5℃左右,有利于保护渣的熔化。     

FTSC薄板坯四孔水口冶金特点

利用PHOENICS软件对FTSC薄板坯结晶器四孔浸入式水口形成的结晶器流场、冶金特点进行了优化研究,FTSC薄板坯采用四孔浸人式水口,出口流速小,使紊流和弯月面下速度减至最小.钢流冲击深度浅,对凝固前沿冲击小,有利于初期坯壳的形成及夹杂物的上浮:该水口有两流钢液向上流出,结晶器钢液面温度高,适应了薄板坏连铸保护渣熔化速度快的需要:水口插入深度260mm、水口倾角20°,可保证任何浇铸条件下的最佳流体动力学.     

FTSC薄板坯四孔水口冶金特点

利用PHOENICS软件对FTSC薄板坯结晶器四孔浸入式水口形成的结晶器流场、冶金特点进行了优化研究,FTSC薄板坯采用四孔浸人式水口,出口流速小,使紊流和弯月面下速度减至最小。钢流冲击深度浅,对凝固前沿冲击小,有利于初期坯壳的形成及夹杂物的上浮:该水口有两流钢液向上流出,结晶器钢液面温度高,适应了薄板坏连铸保护渣熔化速度快的需要:水口插入深度260mm、水口倾角20°,可保证任何浇铸条件下的最佳流体动力学。     

材料组成对薄板坯连铸保护渣消耗量影响

薄板坯保护渣的材料组成与其消耗量有很强的依赖关系,根据保护渣流淌长度与消耗量的正比关系,自行设计一种研究薄板坯连铸保护渣消耗量新实验方法。实验通过调节Li2CO3、NaF、Na2CO3、CaF2及人造冰晶石的质量分数及保护渣的碱度,测得了不同含量助熔剂情况下的保护渣的粘度和流淌长度。实验结果表明,助熔剂含量增加以后,保护渣粘度显著降低,流淌长度也得到了明显的增加;各种助熔剂对增加流淌长度的次序,即影响消耗量的次序为Li2CO3>NaF>Na2CO3>人造冰晶石>CaF2。     

材料组成对薄板坯连铸保护渣消耗量影响

薄板坯保护渣的材料组成与其消耗量有很强的依赖关系,根据保护渣流淌长度与消耗量的正比关系,自行设计一种研究薄板坯连铸保护渣消耗量新实验方法.实验通过调节Li2CO3、NaF、Na2CO3、CaF2及人造冰晶石的质量分数及保护渣的碱度,测得了不同含量助熔剂情况下的保护渣的粘度和流淌长度.实验结果表明,助熔剂含量增加以后,保护渣粘度显著降低,流淌长度也得到了明显的增加;各种助熔剂对增加流淌长度的次序,即影响消耗量的次序为Li2CO3＞NaF＞Na2CO3＞人造冰晶石＞CaF2.     

板坯连铸结晶器摩擦力计算与影响因素研究

结晶器摩擦力是反映坯壳与结晶器润滑摩擦状况的一个重要参数。因此提出了计算结晶器摩擦力的物理和数学模型，讨论了主要连铸工艺参数如拉坯速度、保护渣、碳质量分数、板坯尺寸和振频等对摩擦力的影响。现场监测结晶器摩擦力的结果验证表明，该模型是可行的，可为深入研究连铸坯的热力学行为提供有利手段。     

保护渣堵眼原因与对策

通过工业实验，研究了保护法堵眼与保护渣某些理化指标的关系，找到了保护渣堵眼的原因和防止保护渣堵眼的有效对策     

宽板坯结晶器流场和温度场数值模拟优化分析

以某钢厂宽板坯连铸结晶器为研究对象,通过FLUENT商业软件模拟结晶器内温度和速度场分布,证明原有水口存在上循环弱,热交换慢,保护渣熔化不均匀等缺点是铸坯出现表面纵裂纹的主要原因.针对原水口的缺点,设计出满足现场生产工艺条件的水口形状为扁形、侧孔倾角-15°、底部形状为凸底的新结晶器浸入式水口,并运用数值模拟手段对新水口形成的钢液流动形式进行了分析.结果表明,新水口各项参数均明显优于原有水口,现场实验证明新水口使用效果良好.     

Longitudinal surface cracks of thin slabs

Based on the production practice of medium carbon thin slabs in the CSP plant, the reasons and influencing factors for the formation of longitudinal cracks were investigated, and some industrial measures were taken to eliminate the cracks. The results show that the efficient solutions to reduce longitudinal cracks are improving the performance of the mold powder, stabilizing the mold heat flux, and maintaining a proper taper of the mold during casting. Proper pouring temperature and secondary cooling also play important roles in preventing longitudinal surface cracks.     

板坯连铸电磁制动下结晶器内金属流场的数学物理模拟

采用雷诺时均湍流模型并结合水银物理模拟实验, 研究不同磁场配置下板坯结晶器内的金属流动规律, 并以此分析不同磁场配置对工艺过程的影响. 结果表明: 雷诺应力模型(Reynolds stress model, RSM)能够较准确地反映电磁制动(electromagnetic braking, EMBr)下金属流场的变化, 该变化引起水口射流及其对结晶器窄边冲刷强度的改变; 在全幅二段电磁制动下, 上部磁场对液面水平速度和湍动性的抑制作用明显, 但从化渣和降低冲击深度的工艺要求来看, 上部磁场强度不宜过大.     

保护渣物性对圆坯表面纵裂的影响

为了防止圆坯在生产过程中产生纵裂问题,研究了5种保护渣的熔点、熔速、粘度和成分等对规格为φ150 mm的20#圆坯表面纵裂的影响。结果表明：熔速适中、熔点小于1 165℃、粘度约为0.3 Pa·S的连铸保护渣对该钢种减少表面纵裂有利。该钢种保护渣中的w（）C=7%~13%和w（Al）2O3=3%~4.5%时纵裂发生率低。