钢包底吹氩系统的设计改进

钢包炉底吹氩技术是钢包精炼炉中的关键技术之一,传统的钢包炉吹氩装置难以实现对氩气流量的精确控制,造成吹氩搅拌的效果不理想.介绍了一种新型钢包炉底吹氩装置,可以较好地克服传统底吹氩系统的缺陷,实际使用情况证明该新型吹氩装置使用效果良好.     

Armco公司电弧炉吹氩搅拌的经验

美国Armco新材料公司在其三台150t电弧炉上,采用奥地利Radex公司开发的多孔定向塞在炉底吹氩,取得良好技术和经济效益。电耗下降7.5％,电极消耗     

包钢150tLF钢包炉吹氩位置优化模拟研究

应用三维连续性方程、动量N-S方程及湍流κε-ε双方程模型模拟了钢包双孔底吹氩位置对于钢包内钢液流动及搅拌动能的影响,在此基础上给出了钢包双孔吹氩时的理论优化位置.     

刷式密封泄漏特性数值方法研究与实验验证

从数值方法和实验测试两方面研究刷式密封的泄漏流动特性。分别建立刷式密封稳态多孔介质模型和瞬态三维流固耦合模型,设计搭建了刷式密封泄漏特性实验台,用实验方法研究了进出口压比和密封间隙对刷式密封泄漏特性的影响,对比验证了两种数值方法的准确性,分析比较了两种数值方法的优缺点。在此基础上,用数值方法研究了刷式密封流场特性,分析了刷丝束内部轴向和径向的压力分布特性以及刷丝的"吹闭效应"。研究结果表明:刷式密封瞬态三维流固耦合模型比多孔介质模型求解精度更高,与实验结果更贴近,但求解时间较长;多孔介质模型计算时间短,但该方法需要对孔隙率和阻力系数进行修正,求解不具有普适性;密封间隙一定时,泄漏量随压比的增大而近似呈线性增大;压降主要发生在刷丝束区域,刷丝束轴向压力分布不均,前排刷丝束之间压力梯度较大;径向压力沿轴向分布不均,末排刷丝束径向压力梯度较大,径向压差的存在是产生"吹闭效应"的重要原因。     

内装式整体浸入水口在方坯连铸机的应用实践

通过对浸入式水口堵塞机理的分析研究,提出改变外装式分段水口为内装式整体浸入水口的方案,同时进行水口几何尺寸及材质的优化选择.改进后的水口在实际生产中.连铸结晶器液面波动次数减少70％,钢中非金属夹杂物缺陷率由2.91％下降为0.5％.     

钢包底吹氩智能控制器的设计

分析了炼钢工艺中吹氩控制难的原因，提出控制氩气搅拌能的策略，进而得到固定压力而控制流量的控制方案，并应用PCM脉冲编码技术和模糊控制理论，对钢包吹氩的流量进行智能精确的控制。该系统已在数家炼钢厂投入运行。     

70t钢包炉喂丝及吹氩工艺的优化

对八钢70t精炼炉吹氩和喂丝进行了系统的研究，找出影响钢中氧含量及夹杂物含量变化规律的因素，针对钢包吹氩和喂丝工艺进行优化，为控制钢中夹杂物及氧含量指出了方向。     

气缸盖罩垫的非线性有限元分析

利用非线性有限元分析软件MSC.MARC,分析了橡胶件由于大变形引起的几何非线性和接触非线性,建立了气缸盖罩垫的轴对称非线性有限元分析模型.提出了评价气缸盖罩垫密封性能的四个性能指标,即变形量、接触应力、接触反力及接触应力分布;对比分析了I形和T形两款气缸盖罩垫的四个密封性能指标.T形气缸盖罩垫在断面面积更小的情况下,借助线密封可达到更好的密封效果.由于断面形状复杂,T形气缸盖罩垫的加工成本较高.     

延迟焦化装置Z&J自动塔底盖机的应用与改进

自动底盖设备就其技术类型而言主要分为两种:一种在采用法兰密封技术的基础上增加液压元件,使之完成自动开关盖动作,以及施加、解除密封力,此技术进油方式仍为底部中心进料,以美国哈恩.克莱(Hahn&Clay)、福斯特惠勒(Foster Wheeler)公司产品为代表。另一种是2000年以后推出的采用阀门密封技术的自动底盖设备,此技术采用大口径平板闸阀完成塔底口自动开闭,进油采用侧进料方式,以Delta Valve公司、Z&J公司产品为代表。惠州炼油延迟焦化装置采用周期性除焦生产方式,生焦周期一般为18～24h,期间有换塔、小吹汽、大吹汽、小给水、大给水、放水、除焦、除焦塔试压、预热、切四通生焦等工序。该装置焦炭塔底卸盖系统采用4套德国Z&J公司双闸板闸阀式自动底盖机。结合装置应用实际,介绍此类底盖机的结构原理、控制系统与工作模式。运行实践表明,Z&J自动底盖机具有密封效果好,蒸汽耗量低,开关时间短,运行平稳的优点。     

计算刷式汽封泄漏流动的多孔介质模型

通过对刷式密封刷丝束中泄漏流动特点的分析,把刷丝束当作多孔介质来处理,有效简化刷丝束中复杂的泄漏流动,建立了刷丝束中多孔介质的泄漏流动模型。刷式密封内泄漏流动的特性采用的是基于多孔介质模型Reynolds-averaged Navier-Stokes方程的数值计算方法进行研究的。计算和分析了不同转速、不同压差和不同孔隙率下的泄漏流量。计算结果表明:在相同的孔隙率下,压差越大泄漏量越大;在相同的压差下,孔隙率越小,泄漏量越小;刷式密封的泄漏量与轴的转速无关。通过数值计算和实验结果的对比,两者数据吻合较好,验证了采用多孔介质模型模拟刷式密封刷丝束的可行性。     

NUMERICAL SIMULATION OF THE EFFECTS OF BUOYANCY FORCES AND FLOW CONTROL DEVICES ON FLUID FLOW AND HEAT TRANSFER PHENOMENA OF LIQUID STEEL IN A TUNDISH

Fluid flow and heat transfer of liquid steel in a tundish of a continuous slab caster was numerically simulated. The importance of natural flow convection was established through a dimensionless number given by the ratio Gr/Re². Buoyancy forces proved to be as important as inertial ones, especially in the extremes of the tundish far from the entering liquid jet. The usual flow control devices like weirs and dams were not as effective as turbulence inhibitors, a kind of impact pad with lips, interior squared angles, and a square cross section. The simulations indicated that this device helps to decrease fluid turbulence in the zone of the entering liquid jet and has damping effects of step inputs of cold or hot steel, allowing for better control of the casting temperature.     

8流小方坯连铸机工艺设计特点

介绍了某钢铁生产基地2台8机8流方坯连铸机的设计特点,着重介绍设计采用的单中间罐浇注模式及有关对策;以及连铸机设计采用的适应不同热送和下线比例的双向高效出坯系统.生产实践表明,连铸机投产后设备运行良好,铸坯质量优良,达到了预期的设计效果.     

单嘴精炼炉吹氩喷嘴个数对钢液流场和循环流量影响的数值模拟

为了研究在相同真空度和相同吹氩流量的条件下喷嘴分布方式对单嘴精炼炉中钢液的流场和循环流量的影响,基于欧拉-欧拉双流体模型,采用商业软件CFX对150t单嘴精炼炉的精炼过程进行了数值模拟。结果表明：单喷嘴和双喷嘴下钢液流场保持对称结构;单个喷嘴下钢液流场为一侧上升流,另一侧为下降流结构;单个喷嘴时循环流量最大。     

三流中间包中控流装置的冶金行为

中间包是连铸机中一个重要的冶金反应器,中间包内钢液流动行为直接影响着连铸坯的质量。因此,十分有必要利用水力学模型研究湍流控制器和多孔挡墙对三流中间包内流体流动的影响。研究结果表明,湍流控制器有助于提高活塞区体积分率,但是增大了死区体积分率;湍流控制器和多孔挡墙可以提高活塞区体积分率,同时减小死区体积分率;中间包内不安装控流装置或仅安装湍流控制器,中间包RTD曲线形状为细长型;而在中间包内安装湍流控制器和多孔挡墙后,中间包RTD曲线形状为矮胖型。     

水口结瘤对结晶器流场影响的物理模拟

以某厂板坯结晶器为原型建立1：1的物理模型,通过监测液面波动,研究浸入式水口结瘤物对结晶器流场造成的影响。实验结果表明：水口结瘤物的存在会导致结晶器水口两侧流场的明显不对称,水口堵塞侧钢液更多集中于结晶器上部,下回流占据区域较小;未堵塞一侧漩涡卷渣出现的频率较高;较大拉速下,随着水口倾角的增大,液面平均波动逐渐减弱;拉速提高会造成水口两侧平均波高的差距变大,结瘤物脱离水口后液面恢复稳定的时间延长;结瘤物脱离瞬间会导致流场迅速恶化,影响铸坯质量。     

宝钢连铸中间包干燥装置蓄热技术开发应用

由于连铸中间包的形状和大小不同,连铸中间包烘烤装置的蓄热式技术改造需要采用合适的方法才能取得良好的效果.本文通过对宝钢1450连铸中间包干燥装置的改造实例,提出了一种适用的连铸中间包烘烤装置蓄热式系统技术,并分析了系统的结构原理和节能效果.这一技术具有推广应用的实际价值.     

Effect of a swirling ladle shroud on fluid flow and mass transfer in a water model of a tundish

A swirling ladle shroud (SLS) is used to control flow turbulence and to improve flotation of inclusions in a two-strand tundish of a slab caster. To simulate the fluid flow in a swirling flow three turbulence models, k-ε, k-ω and RSM were employed. Using the mixing kinetics of a tracer as well as Particle Image Velocimetry (PIV) determinations it was found that among these three models the model of turbulence RSM predicts with acceptable agreement the velocity fields of swirling flows experimentally measured. The SLS decreases the turbulence of the entering jet and of the complete flow field when it is compared with a conventional ladle shroud. Kinetic energy of fluid is dissipated through recirculating flows in the transversal and horizontal planes of the tundish helping to the flotation of inclusions through buoyancy, drag and inertial forces. The SLS will become in a new generation of flow control devices in continuous casters of steel.     

A three-dimensional simulation of coupled turbulent flow and macroscopic solidification heat transfer for continuous slab casters

A numerical investigation was conducted for exploring the steady state transport phenomena of turbulent flow, heat transfer and macroscopic solidification in a continuous stainless steel slab caster. The numerical model is based on a generalized transport equation applicable to all the three regions, namely liquid, mushy and solid, which exist in a slab caster. The turbulence effects on the transport equations were taken into account using a low-Reynolds number k- turbulence model. The solidification of molten steel was modeled through the implementation of the popular enthalpy-porosity technique. A control volume based finite-difference scheme was used to solve the modeled equations on a staggered grid arrangement. A series of simulations was carried out to investigate the effects of the casting speed, the delivered superheat and the immersion depth of the twin-ported submerged entry nozzle (SEN) on the velocity and temperature distributions and on the extent of the solidified and mushy regions on the narrow and broad faces of the caster. In the absence of any known experimental data related to velocity profiles in a slab caster, the numerical predictions of the solidified profile on a caster's narrow face were compared with limited experimental data and a good agreement was found.     

FTSC中间包控流装置的物理模拟

中间包内流体的流动状态对夹杂物的去除有重要的影响。依据相似原理,建立了一定相似比的薄板坯连铸中间包物理模型。比较了不同湍流控制器与堰坝组合,对中间包流体流动特征的影响,并尝试在中间包内采用坝上吹气的控流方式。结果表明:圆台型湍流控制器有效地限制了高速注流对包内流体的冲击,有利于稳定流体的流动状态。综合比较各项评价指标,坝上吹气方案的实验结果最佳。