连铸中间包钢液流动和夹杂的去除

通过建立中间包流动和夹杂物去除的数学模型，对中间包流动和中间包夹杂的支队理论做了综合性评述，为今后的研究提供了思路。     

连铸中间包内钢液流动特性及控流技术

中间包内钢液的流动状态对钢中夹杂物的去除效率影响较大。增加中间包容量可使铸坯内弧—侧Al2O3总量显著降低，在中间包使用挡墙和坝可减少内、外侧钢流温度差和拉漏发生率，去除钢中夹杂物。过滤器、湍流缓冲器和旋涡控制装置等相关技术的应用均提高了铸坯的清洁度。     

六流连铸中间包内钢液流动的数值模拟

计算机模拟仿真作为一种参数优化的有效工具,在过程冶金中的应用已越来越广泛。对六流连铸中间包内钢水流动进行了计算机模拟研究后发现,原中间包设计存在不足,提出了优化的设想。     

六流边铸中间包内钢液流动的数值模拟

计算机模拟仿真作为一种参数优化的有效工具，在过程冶金中的应用已越来越广泛。对六流连铸中间包内钢水流动进行了计算机模拟研究后发现，原中间包设计存在不足，提出了优化的设想。     

板坯中间包内钢液流动特性

通过开展中间包控流装置布置的正交试验,研究了反应器结构对钢水流动行为的影响.着重探讨了不同尺寸中间包的控流装置布置规律及其对钢液流动行为和夹杂物去除的影响,定量化得到了双流板坯中间包控流装置布置与死区体积和结构影响因子D的关系.实验结果分析表明：中间包内部分活塞流体积不利于夹杂物去除,死区体积可准确反映钢液的洁净度水平;出水口抽吸作用对钢液流动行为影响较大,挡坝布置在距出水口1000-1300 mm时钢液流动形态较好,夹杂物聚集导致的水口结瘤率低至7.5%;0.0035<D<0.0085时,可获得板坯中间包在普通拉速下的流场特征与挡坝相对位置的关系;中间包内钢液与夹杂物的相对运动速度为大于6×10^-5m·s^-1时,夹杂物的上浮速度较大.     

连铸中间包内钢液流动特性分析模型的研究进展

介绍了中间包内钢液流动特性分析模型的研究进展,针对中间包内钢液的去夹杂流动特性,论述了典型的单、多流中间包去夹杂流动特性分析模型,并通过对比分析找出了较优的单、多流中间包去夹杂流动特性分析模型。对于多流中间包内钢液的流动特性,不仅要考虑非金属夹杂物的去除,还要考虑多流中间包内各流流动特性的一致性,对比分析了典型各流流动特性一致性分析模型的特点并找出了合适的分析模型。所找到的合理的去夹杂及各流流动特性一致性分析模型为中间包内钢液流动特性分析提供了理论依据。     

对改进后的六流连铸中间包的分析

针对中间包控流装置存在的不足,对中间包进行改进。通过对改进设计的六流连铸中间包内钢液流动过程的数值模拟和现场实测可知,改进设计方案克服了原设计中间包的不足,可以满足生产实际的需要。     

改善多流中间包均匀性研究

采用水模型的方法,以一个七机七流中间包为原型,建立1：2.5的水模型系统,对多流中间包各流的均匀性进行了分析.结果表明：多流中间包在无控流装置下,不能保证各流的均匀性,各流差异性极大;原型中间包各流均匀性较差,且死区比例高,达到45.5%;控流装置的重要性依次为U型挡墙>稳流器>梯形挡墙;优化后各流均匀性良好,死区比例由原来45.5%降低到平均23.1%,在现场应用取得很好效果.     

40t单流中间包控流装置的优化配置

采用水模型和工业验证的方法针对40 t单流中间包的控流装置进行优化配置研究.通过对单独湍流抑制器控流装置、湍流抑制器+下挡墙组合控流装置、湍流抑制器+下挡墙+上挡墙组合控流装置的研究表明,下挡墙在改善钢液流动形态和减少中间包内死区方面所起的作用大于上挡墙.平均停留时间随下挡墙与长水口的距离增加呈先增大后减小的趋势.确定了单流中间包以湍流抑制器+下挡墙的优化组合形式,死区比例由原来的25.9%降低到了13.6%.通过系统取样分析发现优化后中间包内T.O和N含量大幅降低,正常坯中的大型夹杂物质量分数也由原来的8.4×10^-7降低到3.2×10^-7.     

吹氩连铸中间包内钢液流动特性的水模型实验研究

建立了模拟连铸中间包底吹氩流动过程的水模型.通过测定分析水模型的RTD（停留时间分布）曲线研究了吹气流量、吹气位置及控流元件对中间包内流动特性的影响规律,并对此进行优化.结果表明：条形透气梁安放位置对中间包内的流动特性影响最为显著,均匀开孔的多孔挡墙和条形透气梁喷吹氩气二者的配合使用能获得理想的流动特性.     

单流板坯连铸中间包流体流动控制与效果

通过物理模拟实验,研究了南钢板坯连铸不同结构中间包的流动特性,优化了中间包结构.中间包结构优化后,最小停留时间提高120%,浓度峰值时间提高97%,死区体积分率降低72%.实验结果表明,开发的异型边结构的湍流控制器可以更好地改善单流中间包的流体流动特性.现场实际应用的结果表明,中间包结构优化后,铸坯夹杂物面积比下降了32%.     

板坯连铸中间包内控流装置结构的优化

以国内某钢厂板坯连铸中间包为原型,进行控流装置的物理和数值模拟优化,提出优化方案.对比物理模拟和数值模拟结果发现,对于不使用抑湍器的控流方案,数值计算获得的结论与实验模拟结果较一致;而对于使用抑湍器的方案,数值模拟可以减少示踪剂和流体的分离流动对停留时间分布曲线的影响,更准确地反映实际流场.     

连铸中间包钢液中凝聚态氧化铝夹杂物运动行为的数值模拟

在Euler-Lagrange框架下,基于应用分形理论对凝聚态Al₂O₃夹杂物形貌结构进行定量分析的基础上,数值模拟研究了连铸中间包钢液中不同形貌凝聚态Al₂O₃夹杂物的运动行为.研究发现中间包钢液流场和夹杂物形貌尺寸共同影响夹杂物在钢液中的运动行为.随着尺寸的变大,簇群状和致密球形两种形貌Al₂O₃夹杂物上浮去除率都逐渐增加.在相同尺寸下,簇群状Al₂O₃夹杂物上浮去除率比致密球形Al₂O₃夹杂物低;随着尺寸的增加,簇群状Al₂O₃夹杂物上浮去除率相比于同尺寸致密球形Al₂O₃夹杂物降低得就越多.计算结果显示,与同尺寸的致密球形Al₂O₃夹杂物相比,直径为20、40、60和80μm的簇群状Al₂O₃夹杂物上浮去除率分别降低了4.8%、5.7%、6.4%和12.5%.     

连铸中间包覆盖剂对钢液含碳量的影响

通过对异常钢材力学性能的分析研究 ,发现连铸中间包低碳覆盖剂对钢液含碳量的影响。明确这一问题 ,对于规范连铸工序的中间包操作 ,确保钢材质量的稳定性是极其重要的     

同位网格在中间包内流体流动数值仿真的应用

采用三维直角坐标同位网格方法开发了中间包反应器内流体流动的三维数值仿真程序,并用已有的实验数据对模拟结果进行了验证;详细地分析了同位网格的原理以及各种边界条件在同位网格中的处理方法;讨论了网格局部加密和不同线性方程迭代方法对程序收敛的影响.     

高品质IF钢连铸中间包降低残钢量的水模型研究

为解决某钢厂生产高品质IF钢中间包死区较大,夹杂物不能充分上浮,浇注结束时残钢量过多等问题,通过中间包水模拟实验对挡坝结构进行了优化.结果表明:增加挡坝高度,并开向上角度通钢孔,可有效提高钢液向钢液面的运动趋势,延长钢液运动路径,钢液滞止时间提高12.5%,死区减少36%;浇注结束时部分钢水从通钢孔流出,避免了挡坝间残留大量钢液而渣全部进入浇注区现象的发生,理论残钢量从9 t降到4.5 t,金属收得率提高.