微孔刚玉的制备及其对铝镁浇注料性能的影响

在采用多孔介质模型进行微孔骨料孔径数值模拟设计的基础上,分别以α-Al2O3微粉、工业Al2O3细粉、α-Al2O3微粉+CaCO3细粉为原料,通过湿磨工艺分别制备了三种微孔刚玉骨料A1、A2、A3,并分别以平均孔径约0.6μm的A1和A3两种微孔刚玉为骨料制成轻质铝镁浇注料,与采用板状刚玉骨料制备的普通铝镁浇注料进行了性能对比。结果表明:1)以α-Al2O3微粉、工业Al2O3细粉等为主要原料,在1 800℃以上烧结可获得体积密度为3.1~3.5 g·cm-3、显气孔率约5%、闭口气孔率为8%~13%的微孔刚玉骨料,其800℃的热导率比板状刚玉的小;2)与普通铝镁浇注料相比,两种轻质铝镁浇注料的显气孔率较大,体积密度较小,1 500℃处理后的强度较高,线变化率较小,在600和800℃时的热导率明显较小;3)与普通铝镁浇注料相比,含A1骨料的铝镁浇注料渗透指数偏大,含A3骨料的铝镁浇注料的侵蚀指数稍大,但渗透指数小。     

300t精炼钢包透气砖应用的数学物理模拟

针对300t精炼钢包,在LF设备电极位置与钢包透气砖所在位置的对应关系确定的基础上,通过水模、数模分别采用单吹、复吹时钢包内钢水流动特性和夹杂物去除的对比研究,探讨了透气砖结构性能的影响作用。结果表明,单吹时应使用抗渗透较好且能形成有利于夹杂物去除的气泡形态狭缝式透气砖（PBI）,吹气卷渣临界气量为1．45m^3／h,气量需稳定,混匀时间为82．44s,钢液渗透小,夹杂物去除率为62．86％,能够满足搅拌钢液起到成分和温度的快速均匀以及净化钢液的作用。     

底吹氩中间罐夹杂物运动行为的数模研究

采用欧拉一拉格朗日随机轨道模型及Monte-Carlo法,利用CFD软件,对中间罐内夹杂物颗粒运动轨迹及去除率进行了数值模拟研究.计算结果表明:中间罐底吹氩技术,可以有效促进夹杂物的去除,特别是50μm小颗粒夹杂物去除率显著增加;吹气量及吹气位置对底吹氩中间罐内夹杂物颗粒去除率有重要影响,当吹气量为0.90m3/h,吹气位置距离中间罐入口中心1600mm时,夹杂物总去除率最高.     

气幕挡墙对中间包内钢液流场影响的数值模拟

根据实际中间包的操作工艺参数,采用欧拉-欧拉两流体模型,用数值模拟法模拟计算了中间包底吹对钢液流动的影响.结果表明,底吹改变了中间包内钢液的流动状态,在气幕挡墙的两侧分别形成了方向相反的回流区.底吹气体流量对钢液流动状态、气泡分布影响显著,底吹气体流量太大或太小都不利于改善钢液的流动状态.     

中间包底吹氩行为的数值模拟

 根据某钢厂连铸中间包的实际操作参数，采用欧拉两相流模型，气体入口边界条件按照多孔介质进行处理，利用CFX软件模拟计算了底吹氩中间包内钢液的流场。结果表明:底吹氩气技术代替上挡墙或下挡墙2种情况下，注入区钢液混合加剧，有利于夹杂物碰撞长大。浇注区靠近液面处速度提高易引起卷渣。当采用湍流控制器、上挡墙、下挡墙、底吹氩技术时，吹氩位置对钢液流动的影响较大，当在湍流控制器和上挡墙之间吹入气体时，钢液的流动特性有利于夹杂物的上浮去除。     

中间包微孔MgO耐火材料与钢液反应行为

为了评估新型中间包微孔MgO耐火材料与钢液的反应性,系统测定了不同钢液与微孔MgO耐火材料表观接触角,研究了界面化学反应产物以及钢中夹杂物组成的变化.结果 表明:含硫钢在微孔MgO耐火材料上铺展性最好,帘线钢次之,模具钢最差,主要是表面活性元素S降低了钢液表面张力所致;熔钢与耐火材料的界面行为中既包含了物理渗透又包含了...     

300t精炼钢包温度场和应力场的有限元分析

在目前所用材质体系和砌筑结构的基础上,对精炼过程中的300 t精炼钢包剪切应力场、温度场和热应力场以及膨胀缝的最大接触应力进行了有限元研究.结果表明:在LF精炼过程中,渣线处的内衬砖最容易受冲刷和热应力的作用而损毁,需在保证良好抗渣性能的同时采用热膨胀系数低、抗冲刷性好的耐火内衬砖;膨胀缝的最大接触应力与膨胀缝的大小呈线性反比关系,以保持在0.8～1.8 mm之间为宜.     

Zr(OH)_4添加量对Al_2O_3-MgO浇注料基质显微结构和阻力系数的影响

采用板状刚玉、白刚玉细粉、电熔镁砂、α-Al2O3微粉等为原料,以铝硅凝胶粉为结合剂,制备了Al2O3-MgO浇注料,并浇注成型后于1 600℃×3h烧结;研究了Zr(OH)4添加量对Al2O3-MgO浇注料基质烧结性能、显微结构的影响,并引入多孔介质模型,探讨了基质阻力系数的变化规律。结果表明:适量Zr(OH)4能增大Al2O3-MgO浇注料基质的体积密度,降低显气孔率,缩小平均孔径,增大基质的粘性阻力系数;Zr(OH)4添加量为0.5%(质量分数)时,基质具有较佳的烧结性能(显气孔率24.5%,体积密度2.56g·cm-3),较小的平均孔径(1.71μm)且孔径分布均匀;Al2O3-MgO浇注料基质平均孔径对其粘性阻力系数的影响较显气孔率的影响更大。     

MnO对Ca2Mg2Al28O46材料结构和性能的影响

采用固相烧结法制备了含不同比例MnO的Ca_2Mg_2Al_(28)O_(46)材料,研究了材料的烧结性能、显微结构和热学性能。结果表明:1 650℃下Mn~(2+)取代Mg~(2+)固溶进入Mg Al_2O_4晶格形成Mg_(1–x)Mn_xAl_2O_4同构尖晶石固溶体,进而扩散进入Ca_2Mg_2Al_(28)O_(46),产生畸变的磁铅石结构,使晶粒形貌从六方片层状向等轴状发展,并加快了材料的致密化进程。含不同添加量MnO的Ca_2MgAl_(28)O_(46)材料1 750℃热处理后的体积密度为3.21～3.33 g/cm~3,闭口气孔率在0.4%～1.1%。随着MnO含量的增加,材料的热膨胀系数略有增大,但热导率明显提高,添加2%(质量分数)MnO试样的热膨胀系数由8.94×10~(–6)/K增加到9.41×10~(–6)/K,热导率由1.49 W/(m·K)增加到2.70 W/(m·K)。     

偏硅酸盐结合碱性无碳干式振动料的性能研究

以中档镁砂和电熔镁砂为主要原料,采用偏硅酸盐取代酚醛树脂为结合剂,并引入一定量的中温和低温增强剂,重点研究了结合剂的选择、颗粒级配的优化及外加物的引入等因素对中间包碱性无碳干式振动料性能的影响,并探讨偏硅酸盐结合碱性无碳干式振动料的结合机理。研究结果表明,采用偏硅酸盐作结合剂时,干式振动料可达到较大的强度;颗粒级配以q=0.48,临界粒度为5或3 mm,细粉量为10%～20%(w)为宜;引入一定数量的外加物与偏硅酸盐"熔融"复合,可以明显提高中间包干式振动料的强度,且抗侵蚀性能优良;随着温度升高,偏硅酸盐结合干式振动料的结合方式按粘着结合→化学结合→陶瓷结合转变。