不锈钢板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为模拟及卷渣分析

基于湍流模型与多相流模型的耦合,应用液面追踪技术(VOF),实现了对不锈钢板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算,并用水模拟结果进行了对比验证,在此基础上计算出实际的钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为.通过分析水口的侧孔形状、出口倾角、水口浸入深度、结晶器宽度以及拉速对钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为影响规律,指出了钢/渣界面行为与卷渣是密切相关的,进而探讨了钢/渣界面及卷渣形成的机理.     

薄板坯连铸结晶器内流场的三维数值模拟

针对薄板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动特征,利用商业软件ＣＦＸ４．２建立了一个三维有限差分模型,计算这一限定空间射流的紊流时均场,采用均相流模型,模拟了结晶器内钢液液面形状及速度场,通过计算,分析了浸入式水口形状、拉速等工艺参数对薄板坯连铸结晶器流场的影响,同时,研究了结晶器出口处速度分布对结晶器内钢液流动的影响。     

钙处理过程夹杂物演变及热力学分析

通过检测分析钙处理前后钢中夹杂物的形貌和成分的变化,探讨钢液钙处理过程中夹杂物演变规律.利用热力学计算,优化钙处理工艺.结果表明,钙处理可以将钢液中不规则固态夹杂物改性为球形液态夹杂物;1873 K下,当[ Al ]为0.030%时,[O]控制在5×10-6~17×10-6,[Ca]控制在0.7×10-6~30×10-6,钢中夹杂物变性效果良好;当[Al]为0.030%时,[ S]控制在6×10-6~19×10-6,既能使钢中Al2 O3夹杂生成液态铝酸钙夹杂物,同时又可以减少CaS生成.     

末端电磁搅拌位置确定及对SWRH82B钢中心偏析的影响

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况,采用有限元软件ANSYS建立了传热数学模型,并利用射钉结果修正数学模型中各段的传热系数,提高数学模型的准确性.结果表明,利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程.根据射钉和数值模拟结果,确定电磁搅拌位置.采用电磁搅拌后,铸坯中心碳偏析和缩孔下降.     

钛铁合金所含杂质对 Ti-IF 钢洁净度的影响

通过氧氮分析、SEM和EDS对Ti‐IF钢冶炼过程不同阶段钢液及铸坯进行分析,研究钛铁合金所含杂质对Ti‐IF钢洁净度的影响。结果表明,Ti‐IF钢冶炼过程添加FeTi70时,RH出站处钢液中的平均氮含量较添加FeT i30时增加值为8．86×10－6,铸坯平均氮含量较添加FeT i30时增加值为10．83×10－6,这是由于所用FeTi70合金中T（O）、N含量较高,这些在RH冶炼过程中较难去除的 O、N元素形成尺寸不同的含氧夹杂,其结果降低了T i‐IF钢洁净度。     

低碳含铝钢20Mn2精炼渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的优化

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相CaO,并导致钢中含有CaO类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差. 利用FactSage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化. 结果表明,CaO/Al2 O3 质量比在1. 5左右添加质量分数为3% CaF2 可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着CaF2 含量的升高呈现先降低后升高的趋势,MgO的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大. 在SiO2 质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着CaO/Al2 O3 质量比的增加而降低,在SiO2 的质量分数低于30%区域随着CaO含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在SiO2 含量高的区域随着Al2 O3/SiO2 质量比的增加而升高,在SiO2 含量低的区域随着CaO/SiO2 质量比的增加而增加. 根据热力学分析结果得出合理的渣系范围:CaO 50% ~60%, Al2 O3 20% ~35%, SiO2 5% ~10%, MgO 5% ~8%, CaF2 0~5%. 优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降.     

钛铁合金所含杂质对Ti-IF钢洁净度的影响

通过氧氮分析、SEM和EDS对Ti-IF钢冶炼过程不同阶段钢液及铸坯进行分析,研究钛铁合金所含杂质对Ti-IF钢洁净度的影响。结果表明,Ti-IF钢冶炼过程添加FeTi70时,RH出站处钢液中的平均氮含量较添加FeTi30时增加值为8.86×10-6,铸坯平均氮含量较添加FeTi30时增加值为10.83×10-6,这是由于所用FeTi70合金中T(O)、N含量较高,这些在RH冶炼过程中较难去除的O、N元素形成尺寸不同的含氧夹杂,其结果降低了Ti-IF钢洁净度。     

薄板坯连铸机浸入式水口的结构优化

以兰州钢厂薄板坯连铸机为原型,采用信噪比正交实验设计的方法,通过流场显示,波高测量及冲击力测量,研究了高拉速条件下,侵入式水口的出口角度,出口面积和插入深度对结晶器内流场变化的影响及变化规律,试验结果表明：出口面积比为１．３,出口角度向下倾斜５°,浸入深度为２８０ｍｍ,可以满足提高拉速后生产的需要。     

浸渗─表面合金化技术在石墨电极表面的应用

提出了一种浸渗－表面合金化的方法，可在石墨电极表面形成具有良好导电性的抗氧化复合保护层，用以降低电炉炼钢过程中石墨电极的侧面氧化消耗．本文介绍了该方法的基本工艺过程，研究了复合保护层的形成机理，建立了相应的动力学数学模型，并对其抗氧化机理进行了初步的探讨．     

板坯连铸结晶器内钢液流场的三维数学模型

针对板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动特征,利用流场计算软件cfx4.3,建立了一个三维有限差分模型,模拟了结晶器内钢液的流场和流动分布,同时应用水利学模型进行了验证。通过数值计算,研究了浸入式水口的出口倾角、浸入深度、拉速等工艺参数对板坏连铸结晶器流场的影响,为优化结晶器内钢液的流场,优化浸入式水口的设计提供了理论基础。