钢包精炼炉智能底吹氩控制系统

针对炼钢工艺中吹氩流量控制的缺点，提出基于模糊理论的控制方案，采用可编程序控制器作为控制器，应用PCM脉冲编码技术，对钢包吹氩流量进行精确控制。该系统已在数家炼钢厂投入使用，运行结果表明：本系统具有高效节能的优点，相对于传统的吹氩控制，本机吨钢吹氩量仅为前者的2／3；更能有效地提高钢的纯净度和质量；比传统的吹氩精炼时间缩短1／5。     

4J43膨胀合金底吹氩工艺的物理模拟及工业应用

钢包底吹氩工艺是一种经济实用且简单易行的精炼方法,通过实验室物理模拟确定出膨胀合金4J43在底吹氩工艺中氩气流量应控制在3~7 L/min之间。在该流量范围内,合金液的混匀时间随氩气流量的增加而减少。在合适的吹氩参数下进行工业生产,实验结果表明：吹氩工艺对4J43膨胀合金中氧元素及夹杂物的去除效果明显。当氩气流量为5 L/min时,与未吹氩相比合金中氧元素含量下降56.98%,非金属夹杂物总量减少46.43%,合金中大尺寸夹杂物数量明显减少,合金在室温下的各项力学性能与同组相比均得到很大提高。     

钢包底吹氩对电热合金Cr20Ni35非金属夹杂物的影响

本文主要研究了钢包底吹氩对Cr20Ni35合金中非金属夹杂物的影响。通过研究发现,吹入氩气流量为3L／min,吹氩时间控制在1．5min的精炼工艺可以降低产品中非金属夹杂物的总含量;减小夹杂物的尺寸;改善夹杂物的形貌。通过吹氩工艺生产的合金线材中长条状及带有突出锐角的夹杂物明显减少,夹杂物多为块状、球形。钢包底吹氩工艺生产的合金强度也得到了提高。     

汽车大梁K510L钢折弯裂纹成因及改进

对出现折弯裂纹的K510L钢汽车大梁试样的化学成分、夹杂物、显微组织及生产中可能造成气体残留的因素进行了分析。结果表明,造成汽车K510L钢大梁表面暗线型裂纹并在折弯过程中出现折弯裂纹的主要原因是钢中存在氩气泡残留。根据流量控制模式,结合钢种特点、浸入式水口插入深度和各部位的吹氩特点,建立了中间包吹氩的控制模式。以此为依据对吹氩工艺进行了改进,改进后的汽车大梁钢K510L暗线型裂纹得到了有效控制,清理比例由吹氩工艺改进前的85.2%降低到改进后的2.48%。     

吹氩板坯连铸结晶器内双循环流的形成条件

利用Lagrange两相流模型定量研究了吹氩板坯结晶器内双循环流形成条件,并用水模型检验了数值模拟结果.在此基础上考察了吹氩量、钢流量,结晶器宽度、水口浸入深度以及下倾角度对双循环流形成的影响规律.结果表明:选择与其它工艺参数匹配的吹氩量是保证双循环流型的重要条件,且维持此流型的临界吹氩量随钢流量的增加而增加.当钢液质量流量较大(qm＞2.5 t/min)时,减小结晶器宽度和增加水口浸入深度均有助于扩大临界吹氩量范围,而水口下倾角度对其影响较小;当钢液质量流量较小(qm≤2.5 t/min)时,以上工艺参数的影响均不明显.     

135t LF钢包炉底吹氩混匀时间及临界流量的物理模拟

以某钢厂135 t LF钢包底吹氩为原型,建立了模型和原型比为1∶3.4的钢包水力学模型,研究了透气砖布置方式和吹氩流量对钢液混匀时间的影响。试验表明,单吹工艺中,0.3 R与0.4 R下的混匀时间分别为42.7 s、43.3 s,且对壁面的冲刷作用最弱;双吹工艺中,大角度(不小于120°)工艺比小角度工艺的混匀效果更好,0.5 R~120°透气砖布置时混匀时间最短,为35.7 s。相同流量下,单吹混匀时间略低于双吹。由于双吹工艺下气体分流,对包壁的冲刷明显好于单吹工艺。综合考虑,宜采用双吹工艺模式,原型的最佳透气砖布置方案为0.5 R~120°。单吹工艺的最佳吹氩流量为500 L/min,双吹工艺的最佳吹氩流量为600 L/min。     

奥氏体不锈钢VOD冶炼过程中氮行为的研究

建立了VOD精炼过程中氮行为的动力学模型,并进行了316L不锈钢控氮的实验室的热模拟试验。实验结果表明:钢中氮溶解度随氮分压的增大而增大,随温度降低而增大。渗氮速率随吹氮流量、氮分压增加而增大;初始氮含量越大,渗氮速率越小;温度对于渗氮速率影响较小。钢中氮含量随吹氩时间、吹氩流量增加而降低;吹氩流量越大,脱氮速率越大。     

135t LF钢包炉底吹氩工艺水模型研究

以某135t LF钢包底吹氩为原型,建立了模型和原型比为1∶3.4的钢包水力学模型,研究了透气砖布置方式和吹氩流量对钢液混匀时间的影响。结果表明,在单吹工艺中,0.3R与0.4R下的混匀时间最短,分别为42.7、43.3 s,且对壁面的冲刷作用最弱;在双吹工艺中,大角度(≥120°)工艺比小角度工艺的混匀效果更好,0.5R-120°透气砖布置时混匀时间最短,为35.7 s。在相同流量下,单吹混匀时间略低于双吹。双吹工艺对包壁的冲刷明显好于单吹工艺。综合考虑,宜采用双吹工艺,原型的最佳透气砖布置为0.5R-120°。单、双吹工艺的最佳吹氩流量分别为500、600 L/min。     

316L不锈钢吹氮合金化

在实验室环境下,建立了316L不锈钢在AOD(氩氧脱碳精炼)冶炼过程中氮气溶解行为的热力学模型和动力学模型,使用Al2O3坩埚和硅钼棒电炉研究吹氮流量、钢液温度及后吹Ar流量对0.8 kg 316L奥氏体不锈钢钢液中氮含量的影响。结果表明:恒氮气分压条件下,不锈钢熔体中的增氮速率与吹氮流量呈正相关的关系;恒吹氮流量条件下,钢液中增氮速度与钢液温度无关,钢液温度与钢液中氮的溶解度呈负相关的关系;恒钢液温度条件下,不同的氮氩比对达到各自饱和状态的时间没有影响,氮气流量是影响增氮效果的主要因素。后期随吹氩流量的增加钢中氮含量下降速度愈明显。     

GCr15SiMn超高纯净轴承钢冶炼工艺优化

重点介绍了GCr15SiMn超纯净轴承钢的新工艺,通过精确控制轴承钢各元素化学成分、合理控制电炉终点碳含量,准确计算精炼炉初始Al脱氧剂加入量,精炼过程吹氩压力、流量、软吹时间以及VD过程真空度及高真空处理时间等关键参数,成功生产出质量合格的超纯净轴承钢。     

板坯连铸结晶器内钢液过热消除过程的数值模拟

利用数值模拟方法研究了连铸结晶器内钢液的三维温度分布和传热,分析了水口浸入深度、水口侧孔倾角、结晶器宽度、拉速、钢液过热度、吹Ar、电磁制动及吹Ar量和电流强度等对结晶器内过热钢液的温度分布和传热的影响.结果表明,凝固坯壳前沿的最大热量传入处出现在结晶器窄面的钢液冲击点附近,钢液的大部分过热耗散发生在这一区域附近;过热钢液传递到凝固坯壳表面的热流量与拉速和过热度的增加成正比;吹Ar导致结晶器窄面冲击区域和宽面上部区域的热流密度增加;电磁制动有利于提高结晶器上部区域的温度,但对热流密度分布没有明显影响;吹Ar和电磁制动的双重作用使结晶器上部区域的宽面热流密度提高,冲击区域的热流密度分布没有明显变化.     

Effect of shielding gas and activating flux on weld bead geometry in tungsten inert gas welding of austenitic stainless steels

Abstract

The aim of this study was to investigate the influence of three shielding gases (argon and argon–hydrogen and argon–helium mixtures) and two activating fluxes (a commercial flux and a TiO₂ based flux) on the geometry of welds produced by the tungsten inert gas (TIG) welding process on several casts of austenitic stainless steel AISI 316, using currents ranging from 100 to 300 A. Penetration depth increases with increasing current for all shielding gases, but weld depth to width ratio is higher for argon than for argon–hydrogen shielded welds. Both activating fluxes produce a substantial increase in penetration depth and in depth to width ratio of the welds. No correlation was found between penetration depth and oxygen content in the melted material. Some interaction exists between activating fluxes and shielding gases, which can affect the weld geometry and/or the defect formation in the welds.     

焊接电弧与活性组元对TIG焊熔池形貌影响的数值模拟

通过对FLUENT软件进行二次开发,建立了焊接电弧和焊接熔池模型,模拟分析了不同活性组元O元素含量下定点和移动TIG焊熔池形貌变化,对比了氩弧和氦弧的电弧参量及其对熔池形貌的影响.结果表明,由活性组元O元素含量变化导致的熔池内Marangoin对流变化是熔深增加的主要因素;在氩弧下,来自于电弧的气体剪切力对熔池形貌有较大影响;与氩弧相比,氦弧明显收缩,电流密度更大,更多的热量传递到熔池,增大了电磁力引起的内对流运动,可获得更深熔深.焊缝深宽比的模拟结果与试验结果吻合较好.

Abstract：

Welding arc and weld pool modeh were established by FLUENT software for spot and moving TIG welding of SUS304 stainless steel to investigate the effect of the surface-activating element oxygen on the weld shape and analyze the properties of argon arc and helium arc and their effects on the weld shape. The results show that the change of the Marangoni convection induced by different oxygen contents can be considered as one of the principal factors to increase penetration. The plasma drag force from the argon arc has obvious effect on the weld shape. Compared with the argon arc, the hehum arc is more constricted, the welding current density is much greater and the much more heat flux is transferred into the weld pool, which increase the inward convection induced by the electromagnetic force, thus the deeper weld depth can be obtained.The calculated weld D/W ratio agrees with that of the experiment.     

ZYP40R塑料模具钢电渣重熔工艺实践

介绍了ZYP40R模具钢的电渣重熔生产工艺。通过电极坯母材原始铝含量控制、电渣重熔时采用返回渣系、重熔过程脱氧剂分阶段加入、全程氩气保护等方式有效保证电渣钢中的铝含量,生产出符合要求的自耗电极及电渣锭。     

小方坯9SiCr铸坯渣沟成因分析及改进措施

宣钢在生产高碳合金工具钢9SiCr过程中铸坯表面出现严重的渣沟缺陷,严重的还会导致渣沟漏钢问题。针对这些问题通过现场调研和数据分析,研究了钢种特性、钢水成分和连铸保护渣性能,得知钢中氢的质量分数高、连铸保护渣性能不匹配、连铸工艺匹配性存在问题是导致渣沟及渣沟漏钢产生的主要原因。通过将钢中氢的质量分数控制为0.000 17%~0.000 23%,将保护渣的碱度从0.83降低到0.71,并添加质量分数为0.8%的Li₂O,调整连铸工艺参数将浇铸温度控制为1 480~1 495 ℃、水口插入深度为100~120 mm和结晶器锥度为1.2%~1.5%/m,最终解决了9SiCr铸坯出现渣沟及渣沟漏钢的问题。     

背面不充氩的不锈钢药芯焊丝ER308L-T的研制

在酸性渣系的基础上，通过添加少量氧化物，调整熔渣的流动性，并加入微量的强脱氧剂，以增强背面焊缝的保护，研制成功一种背面不充氩的不锈钢打底单面焊双面成形专用药芯焊丝。     

Structural Optimization of Electromagnetic Swirling Flow in Nozzle of Slab Continuous Casting

During the slab continuous casting process, the flow field of molten steel in the mold plays a decisive role in the quality of the slab. In this paper, electromagnetic swirling flow in nozzle technology is proposed to control the flow field in mold.This technology can drive molten steel to rotate inside the submerged entry nozzle by electromagnetic force, thereby controlling the flow field. This research shows that it can reduce the impact of molten steel on the bottom of nozzle and partly reduce the negative pressure at the upper part of nozzle outlet which is even eliminated by optimizing the structure and angle of nozzle. The area of heat flux of the mold wall becomes larger, and the crest value of heat flux gets lower than that without swirling in nozzle and any nozzle optimization. The meniscus fluctuates smoothly, and the flow velocity at the top surface is within a reasonable range. The temperature field distribution in the mold is uniform which was beneficial to the growth of equiaxed crystal and decreased element segregation.     

钢轨小型气压焊机气流智能控制系统研究

采用PLC为控制核心,研究了一种新型的钢轨小型移动式气压焊机控制系统,对加热器中氧、乙烯气体流量的混合比进行自动控制。该控制系统经在实际生产中应用表明：气体流量控制及混合比控制方便、可靠、精度高,大大提高和稳定性钢轨的焊接质量。