宽厚板坯连铸生产工艺调研

介绍了宽厚板坯连铸生产应具有的新技术和宽厚板坯连铸生产时易产生的质量缺陷及预防措施。     

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。     

连铸中间包内钢液流动的相似与模化

钢水在连铸中间包内所以流动，是因为受着三个宏观外力作用的结果。即钢水罐注流的冲击力；钢水罐注流带入气体所引起的气泡上浮力；钢水从中间包水口流出产生的抽力。根据相似原理，运用因次分析法，推导出中间包钢水运动的相似准数为伟勃准数。利用该准数进行的模型试验，取得了良好的效果。     

板坯连铸结晶器内钢液流动数值模拟

利用商业软件ＰＨＯＥＮＩＣＳ，建立一个三维有限差分模型，对板坯连铸结晶器内钢流流动进行数值模拟，重点研究了浸入式水口结构尺寸和工艺参数对连铸结晶器内液面紊动能和窄面冲击压力分布影响，同时还将计算结果与水模实验结果进行了比较，二者吻合较好。     

100吨转炉及宽厚板坯连铸工程的技术特点

介绍柳钢100吨转炉及宽厚板坯连铸系统技术特点。     

板坯连铸结晶器内钢液流动的数值模拟

利用Fluent软件对1650mm×220mm板坯结晶器建立了三维稳态数学模型,对三种方案条件下结晶器内钢液流动进行模拟.结果表明,结晶器的宽度对结晶器表面速度分布影响显著,随着结晶器宽度的增加,结晶器表面的速度分布越来越不均匀.表面的最大速度受到多种参数的影响,包括浸入式水口入口钢液的速度、水口出口角度和水口浸入深度等,其中入口钢液的速度影响最为显著.最优方案为：铸坯宽度1100mm,底部结构为山形和出口角度向下30°的水口,水口浸入深度120mm,流量为11.6m³·h^-1,入口速度为0.8384m·s^-1.     

板坯连铸水口内钢液流动的数值模拟

 运用CFX计算软件研究了大通钢量工况下板坯浸入式水口流场,分析了水口结构、结晶器流动控制方式、水口吹氩等对浸入式水口流场的影响。研究表明,适宜的水口结构和控流方式组合能获得最优的水口出口流股形态和稳定均衡的流场。在大通钢量下,塞棒、底部凸起水口结构是最佳组合。不适宜的工艺组合形成并加重水口偏流,造成结晶器初始坯壳的不均匀冲刷和液面涡流,进一步诱发水口堵塞、水口结瘤、结晶器非稳态和不均衡传热,最终导致铸坯缺陷甚至诱发拉漏事故。     

单流中间罐内钢液流动行为水力学模拟

以某厂单流薄板坯中间罐为研究对象，主要讲述了单流中间罐内钢液水力学模拟的理论、方法和实验内容。实验结果表明：中间罐在无流动控制时，存在明显的短路流及较大死区，经优化得到中间罐内控流装置方案，实验效果得到明显改善。     

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.     

板坯连铸机结晶器内钢液流场的数值模拟

基于流体力学的基本理论,利用商业软件fluent的,κ-ε湍流模型,实现了对结晶器内钢液流场的三维数学模拟.重点分析了浸入式水口的形状、插入深度、水口侧孔倾角以及拉速等工艺参数对结晶器钢液流场的影响.结果表明,对于断面为1280 mm × 180 mm的板坯结晶器,水口插入深度为150 mm,水口倾角为向下15°,拉坯速度为1 m/min时,结晶器内的流场较好.     

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.     

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%.     

宽板坯连铸结晶器内液面波动的数值模拟

以安钢宽板坯连铸为研究对象,采用大型商业软件ANSYSCFX10.0,应用VOF法重点研究浸入式水口倾角、拉速、铸坯断面宽度等工艺参数对结晶器内自由表面液面波动的影响.结果表明:随着结晶器宽度从1800mm增大到3250mm,结晶器内液面平均波高明显降低.当宽度为1800mm时,结晶器保护渣-钢液界面平均波高为5.33mm;当宽度增至3250mm时,平均波高为7.08mm.     

板坯结晶器内钢液三维流场数学模型的研究

重点研究了浸入式水口浸入深度、拉速等工艺参数对结晶器内钢液流动状态的影响.研究结果表明:改变这些影响因素在一定程度上可以起到改善钢液流动状态的目的,但通过改变这些影响因素并不能完全实现对结晶器内钢液流动状态的有效控制,尤其是对液面波动和对窄面冲击强度的控制.     

宽厚板连铸黏结漏钢的工艺因素

以钢厂宽厚板连铸黏结漏钢的实测样本为基础,重点考察了断面、拉速、液位等主要工艺因素对铸坯黏结的影响,统计和分析了黏结发生时的结晶器热流及其变化规律,对可能诱发黏结的浇铸参数和结晶器热流等进行了分析和探讨.     

Three-dimensional analysis of molten steel flow in slab continuous casting mould with rotated ports in submerged entry nozzle

Abstract

The purpose of this study is to develop a three-dimensional (3D) analysis system capable of analysing the flow field of molten steel in the slab continuous casting mould with rotated ports in the submerged entry nozzle. The ultimate goal is to obtain the optimal design for the entry ports of the submerged nozzle, which can introduce favourable flow patterns to remove non-metallic inclusions and avoid entrapment of molten slag and casting powder to produce steel slab of high cleanliness. In this study, a computational fluid dynamics technique, Sola-Surf, is employed to conduct the 3D fluid flow analysis. The technique has the capability of treating fluid flow problems with a free surface that slightly vibrates. The slightly vibrating free surface presents fairly accurately the behaviour of the molten slag–casting powder layer in the continuous casting mould. The developed simulation system is then tested on a slab continuous casting mould to analyse the fluid flow behaviour of molten steel under various nozzle designs. The design conditions include submerged depth of the nozzle, tilted angle of the nozzle port, and rotated angle of the nozzle port. The results of the simulations show that of the various design factors rotation of the nozzle entry ports has the greatest effect on the flow pattern. It can prolong the residence time of the molten steel and stabilise the molten slag–casting powder layer, which is very favourable for obtaining continuous casting slag of high cleanliness.     

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     

板坯连铸单流中间包控流装置优化模拟研究

采用水力学模型试验,对太钢不锈钢板坯连铸单流中间包流场进行了模拟研究,并通过数值模拟进行验证,研究结果表明:该钢厂原型中间包流场存在严重问题,中间包内存在明显短路流现象,死区比例较大,钢液混匀效果差;通过正交优化试验得出最佳坝堰因素水平组合方案,使中间包流场得到改善;采用中间包气幕挡墙代替坝优化方案,使中间包流场得到进一步改善.根据水力学模型试验和数值模拟计算结果,结合钢厂实际情况,建议单流连铸中间包采用气幕挡墙代替坝的技术工艺,对于太钢不锈钢板坯中间包气幕挡墙最佳工艺参数:距离堰1 150 mm附近,底吹气量控制在120 L/min左右.