钢包浇注过程中旋涡临界高度控制

为了有效控制钢包浇注过程中汇流旋涡的临界高度,以150 t钢包为原型,基于相似原理,采用1∶3的物理模型,通过水模拟研究了钢包初始液位、静置时间、水口位置、水口结构和阻旋装置对汇流旋涡形成过程的影响.结果 表明,初始液位对旋涡的形成影响较小,而静置时间和水口位置的影响显著.在逆时针注水情况下,随着静置时间的增加,旋涡起...     

钢包浇注过程的数学物理模拟

采用CFD商用软件FLUENT,选取VOF气-液两相流模型和标准k-ε湍流模型对60t钢包浇注过程进行了数值模拟和物理模拟,利用水口流量和液面高度随时间的变化曲线分析了浇注过程中旋涡的产生及变化规律,得到了产生旋涡时自由液面的速度场,并与水模拟实验结果进行了比较.研究结果表明,水口直径及其水口位置对旋涡影响的数值计算结...     

梅钢250 t钢包浇铸过程旋涡卷渣行为研究

钢包浇铸末期旋涡卷渣严重影响钢水洁净度和金属收得率。利用钢包渣示踪法研究了上海梅山钢铁股份有限公司250 t钢包浇铸过程卷渣行为。通过在中间包注流区采集钢样,基于含Ba夹杂物成分、尺寸和形貌研究卷渣形成的夹杂物特性,并通过夹杂物中平均Ba含量变化来判断旋涡卷渣发生的程度。结果表明:卷渣形成的夹杂物普遍尺寸较大、形貌呈球形,在钢包余钢量不低于15～18 t的时候便开始出现旋涡卷渣。为了抑制旋涡卷渣,针对梅钢250 t钢包的实际工况,提出了一种新的出水口结构,并利用物理模拟试验对比了常规出水口和新出水口的旋涡特性,采用新的出水口可以显著降低钢包的起旋高度和贯通高度。     

钢包整体浇注技术的研究

研究了钢包整体浇注技术，验证了钢包包壁保温效果，检测了整体浇注钢包与砖包的钢水夹杂变化。     

钢包底吹氩搅拌卷渣机理的研究

本文针对炼钢工业中广泛采用的钢包底吹氩搅拌工艺,定性描述和定量研究了钢包卷渣现象的过程和机理,推导出了发生卷渣现象的临界界面流速和破碎颗粒的大小,为在实际生产中严格控制吹氩制度打下了理论基础。     

对整体浇注钢包内衬机械化的探讨

本文对目前国内外筑蚀机械化的发展方向，存在的问题，采取的措施进行了探讨。并提出了实现整体浇注钢包内衬施工机械化、标准化，流水化生产线的研究方向，为更加广泛地应用整体浇注钢包内衬新工艺提供参考。     

钢包粘渣的机理研究

通过对粘渣物、钢包渣、工艺因素、保温剂和钢包残样等的分析,指出钢包粘渣是冶炼钢种、钢包热状态和包衬耐火材料共同作用的结果.高Al2O3的渣冷凝后析出高熔点物质、小修后钢包热状态差以及渣钢渗入耐材是粘渣的主要原因.     

Two-phase sink vortex suction mechanism and penetration dynamic characteristics in ladle teeming process

At the late stage of continuous casting (CC) ladle teeming,sink vortex can suck the liquid slag into tundish,and cause negative influences on the cleanliness of molten steel.To address this issue,a two-phase fluid mechanical modeling method for ladle teeming was proposed.Firstly,a dynamic model for vortex suction process was built,and the profiles of vortex flow field were acquired.Then,based on the level set method (LSM),a two-phase 3D interface coupling model for slag entrapment was built.Finally,in combination with high-order essentially non-oscillatory (ENO) and total variation diminishing (TVD) methods,a LSM-based numerical solution method was proposed to obtain the 3D coupling evolution regularities in vortex suction process.Numerical results show that the vortex with higher kinetic energy can form an expanded sandglass-shape region with larger slag fraction and lower rotating velocity;there is a pressure oscillation phenomenon at the vortex penetration state,which is caused by the energy shock of two-phase vortex penetration coupling.     

阻漩装置对钢包浇铸过程漩涡的影响

钢包浇铸过程中,如果产生漩涡可能将渣卷入钢液中,从而给生产带来不利的影响。通过物理模拟的方法研究某钢厂钢包浇铸末期出现漩涡的现象,通过加入不同的阻漩装置,研究钢液起漩高度和贯穿高度变化。试验发现,起漩和贯穿高度随着钢包静置时间延长而减小,静置时间30 min时比静置5 min时起漩和贯穿高度分别下降37.88%和45.64%;阻漩装置的位置和尺寸均会对钢包漩涡高度产生不同的影响,阻漩装置位置或尺寸不合适,可能会使漩涡现象提前出现,恶化浇铸条件;在钢包侧壁上放置阻漩装置,漩涡出现高度可降低46.69 %以上。钢包底部阻漩装置距离水口位置增大时,阻漩效果增加。     

喂线技术在转炉冶炼车轴坯钢中的应用

在包钢８０ｔ转炉冶炼车轴坯钢时进行的钢包喂人Ｃａ－Ｓｉ怨芯线的工业试验表明：采用钢包喂线技术可减少夹杂物数量,并使Ａ１２Ｏ３和ＭｎＳ夹杂明显变性,因而提高了钢的质量。     

Steel ladle exchange models during steelmaking and continuous casting process

The models and influencing factors of steel ladles exchange during the steelmaking and continuous casting process of H steel plant were investigated.Based on analysis of the operation process and turnover time of steel ladles, relationship models for the turnover number, turnover rate, continuous casting number, number of ladles with additional turnover, and number of ladles without additional turnover were built.The turnover rules of steel ladles for one basic oxygen furnace (BOF) matching one continuous caster (CC) and two BOFs matching two CCs modes were simulated by using a Gantt chart.The models of steel ladle exchange were proposed for casting of a single CC and overlapping casting of two CCs.By analyzing the influencing factors, the following conclusions were drawn.The exchange ladle should not have the task of transporting liquid steel in the CC that stops casting earli-er.The end time of the empty ladle in the CC that stops casting earlier should be earlier than the start time of the full ladle in the CC that stops casting later.After evaluating the factors influencing the start casting time, turnover cycle, casting time, continuous casting number, and overlapping time, a prioritization scheme of steel ladle exchange was proposed based on the steel grade.First, the turn-over cycle and single heat casting time were determined; based on these, a reasonable ladle turnover number was calculated.Second, the turnover number and continuous casting number were optimized for maximizing the number of ladles without additional turnover.Lastly, to reduce the casting number during the overlapping time to be lower than the turnover number, the overlapping time was shortened.     

浇注钢包环出钢口四孔透气塞吹氩控制下渣工艺北大核心CSCD

针对浇注钢包环出钢口四孔透气塞吹氩控制下渣工艺,建立了某钢厂130 t钢包三维DPM-VOF耦合数学模型以计算浇注钢包下渣过程,并通过冷态实验验证了该模型的有效性。利用该模型研究了不同偏心率对下渣行为的影响,揭示了该工艺控制下渣的行为规律,并分析了吹氩流量对控制下渣的影响。结果表明,随着偏心率的增大,不同浇注高度下的最大切向速度减小,汇流漩涡临界高度降低。环出钢口四孔透气塞吹入氩气后,气泡流股的汇聚有效地减弱了水口上方钢液的周向旋转速度,大幅降低了汇流漩涡下渣临界高度。4个气泡流股的气液两相流会抑制流向水口钢液的径向流动速度,由排流沉坑引起的下渣也得到明显抑制。随着吹氩流量的增加,下渣临界高度呈降低趋势。就本研究而言,控制下渣的最佳吹氩流量为30 L/min。     

钢包水口偏心率对浇注过程影响的数学模拟

 钢包的水口偏心率会显著影响浇注末期汇流旋涡的形成和发展过程。基于钢包特征设置合理的水口偏心率,有利于控制旋涡形态、抑制旋涡的危害。但是偏心率的变化如何改变流场,对浇注过程产生哪些影响,目前的研究并不充分。通过数值模拟方法,研究了水口偏心率对钢包流场和旋涡的影响规律,同时定义了“影响度”指标,定量分析了偏心率对浇注过程中表征流场和旋涡特性的14个物理量(如水口流量、旋涡角速度、湍动能、水口含气率等)的影响程度。结果表明,水口偏心率和各物理量之间存在非线性关系;不同物理量变化的临界点不同,普遍为0.5~0.7,旋涡的稳定性和容器壁面是影响临界点的主要因素。     

210 t钢包底吹工艺优化物理模拟

 为研究钢包底吹孔布置对钢液混匀时间及液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺,以某厂210 t钢包为原型,根据相似原理建立钢包物理模型,模拟钢包底吹氩工艺。通过研究不同底吹孔位置与角度对混匀时间和液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺。结果表明,最优底吹位置为底吹孔位于距钢包底部圆心距离为[0.60R/0.60R,]夹角为100°。底吹孔在[0.40R]的位置,两气柱会相互影响;底吹孔在[0.60R]的位置是较理想的位置;底吹孔在[0.79R]的位置,气流对包壁冲刷严重。     

150t钢包精炼过程的物理模拟

在相似原理的基础上,对天津钢管公司150t钢包精炼吹氩过程进行了水模拟实验(模型、原型几何比例为1:4).实验发现,原型钢包吹氩位置不尽合理,透气砖顶面面积偏小,吹氩流量偏大.通过对以上三指标的优化,确定合理的吹氩工艺参数为:将吹氩孔位置由原来的距钢包底中心分别为0.555R和0.634R移动到1/3R处,将透气砖顶面直径由原来的16mm扩大到35mm,吹氩流量减少到0.44m³·h^-1.水模拟实验为原型钢包的工艺改进提供了依据.