中间罐吹气搅拌对钢液流动的影响

中间罐内钢液流动对于钢水成分和温度的均匀性及非金属夹杂物的排除都有重要影响。本文就钢色冶金中广泛采用的吹气搅拌应用于中间罐冶金时的流场分布进行了刺激——响应试验以及夹杂物模拟与高速摄影显示研究。实验结果表明,吹气搅拌有利于夹杂物上浮分离,且吹气位置、吹气量、中间罐钢液面覆盖剂均对夹杂物去除效果有影响。     

145吨吹氩钢包内渣-金界面卷混及夹杂物去除行为的物理模拟研究

基于相似原理,利用物理模拟方法研究了145吨吹氩钢包内的渣-金界面卷混行为及夹杂物的去除行为。选择煤油和真空泵油的混合物来模拟钢包渣,考察了吹气量对渣-金卷混的影响;选择乳状液滴作为模拟夹杂物,考察了时间、吹气量对夹杂物去除行为的影响规律。结果表明:存在一个发生钢包渣卷入钢液中的临界气量,吹气量一旦超过该气量,钢包发生卷渣的频率随气量增加而增大;大多数夹杂物通过吹氩处理8 min可去除;夹杂物的去除率随气量增加先增大后减小,且0.379 NL·min-1的气量为最优的去夹杂气量。     

板坯连铸结晶器电磁制动和吹氩过程的多相流动现象

利用数值模拟方法研究了高拉速连铸结晶器内电磁制动和吹氩耦合作用下的磁场、钢液流场和夹杂物行为,分析了电磁制动和吹氩量等不同工艺参数对结晶器内的钢液流动和夹杂物去除的影响规律.结果表明:电磁制动可明显减缓钢液流速(尤其是弯月面附近速度),但不利于小粒径夹杂物的上浮,5-50 μm的夹杂物上浮率由无电磁制动且不吹氩时的6.7%降低到3.3%;吹氩可增加整个上回流区钢液的向上运动趋势,粒径50 μm以下的夹杂物颗粒上浮率提高到8.9%;吹氩量增加使自由液面附近产生较强的漩流区,且容易产生二次涡流,直接影响液面波动情况和卷渣的发生;电磁制动和吹氩双重作用则有利于夹杂物上浮,5-50 μm小粒径夹杂物去除率可达12.2%,其被凝固坯壳的捕获率可降低到64.4%.     

板坯连铸中间包气幕挡墙技术开发与应用

分析了影响气幕挡墙夹杂物去除率的主要因素,依据水模型试验结果,优化组合中间包气幕挡墙与控流装置的工艺布置,研制弥散式镁质气幕挡墙,开发气幕挡墙吹氩智能控制技术、气幕挡墙吹氩液面覆盖技术等,攻克了制约气幕挡墙夹杂物去除率低的几个关键技术难题,应用气幕挡墙吹氩比不吹氩的轧材中夹杂物数量同比减少50%以上。     

连铸中间罐结构和操作的改进

中间罐内夹杂物的去除不单纯决定于其容量的大小。增加中间罐长度有利于去除夹杂物。H形中间罐夹杂物去除比率最大。开浇和换包时采用先进的中间罐操作措施对防止钢水污染是有效的。     

150t底吹氩钢包插入浸渍管混匀时间模拟研究

以某厂150 t底吹氩钢包为原型,建立插入浸渍管钢包底吹气体钢液流场数学模型,利用Mixture多相流模型对钢包吹氩过程进行数值模拟计算。分析了钢包底吹氩过程中钢液的流动行为及吹氩量对合金混匀时间的影响,计算了插入浸渍管对合金混匀时间的影响。结果表明:无浸渍管,吹氩量小于250 L/min时,随着吹氩量的增加,混匀时间迅速变短,而气量大于250 L/min时,混匀时间随供气量变化不明显。插入浸渍管后,同一吹气量时,能够缩短混匀时间、加强冶炼效果。     

钢包内喷嘴与透气砖吹氩去夹杂水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和偏心底吹钢包水模型实验，考察了喷嘴和透气砖吹气条件下时间、吹气量对夹杂物去除行为的影响规律．结果表明：较小气量和较大气量分别在8和16min内可将绝大部分的模拟夹杂物去除，28min内可将模拟夹杂物几乎全部去除；喷嘴吹气时存在一个最佳去夹杂气量，而透气砖吹气时较小气量的去夹杂效果要好于较大气量，且在一定的气量范围内通过透气砖吹气的去夹杂效果要明显好于通过喷嘴吹气．     

连铸中间包环形气幕挡墙吹氩冶金技术开发与应用

分析了条形气幕挡墙夹杂物去除率低的主要原因,开发了一种弥散式环形气幕挡墙及吹氩智能控制技术,对流向中间包水口的钢液全部气洗,消除了条形气幕挡墙两端的三角形气泡盲区,解决了中间包钢液面降低过程中卷渣的关键技术难题,突破了条形气幕挡墙夹杂物去除率低、且不稳定的关键技术瓶颈,提高了夹杂物去除率。     

板坯连铸中间罐结构优化及应用

对鞍钢三炼钢厂板坯连铸中间罐结构进行优化研究,发现原钢水在中间罐内的停留时间短和活塞流体积小、死区体积大,不利于钢中非金属夹杂物上浮.采用结构合理的挡墙和湍流控制装置能够改善罐内流体的流动特性,使钢包长水口注流区上方的液面流动平稳,促进钢中非金属夹杂物上浮,提高铸坯质量.     

100t底吹氩钢包插入浸渍管优化数值模拟

以某100t底吹氩钢包为原型,建立插入浸渍管钢包底吹气体钢水流场数学模型,利用Mixture多相流模型对钢包吹氩过程进行数值模拟计算。考察了插入钢包的浸渍管直径大小、插入深度以及底吹气量对钢水流动状态及钢水面振幅的影响。结果表明,改变浸渍管的直径及插入深度能有效抑制钢水面的卷渣,可以加大底吹气量,从而改善钢包内钢水的流动状态。