180 t钢包底吹氩过程钢液流场特性数值模拟

为增强钢厂180 t钢包底吹氩过程搅拌效果,根据模型设计参数建立了底吹氩数学模型,运用CFD软 件fluent对钢包底吹氩过程流场进行数值模拟。基于流体力学理论,计算并分析了底吹氩过程中心间距1/3R, 1/2R和2/3R和底吹氩气流量300～1000 L/min对钢包内流场、“死区”比例及混匀时间等的影响规律。结果表明在钢包底吹氩过程中,当两透气砖距离钢包底部中心为1/2R,底吹流量为600 L/min时,混匀时间195 s,钢液搅拌效果最佳。     

100t钢包底吹氩混匀时间与卷渣水模拟

基于相似原理,按照1∶4对某钢厂100 t底吹氩钢包建立水模型,研究不同底吹位置、吹氩流量对混匀时间和卷渣行为的影响。研究表明:单喷嘴底吹氩,喷嘴位于钢包底部中心0.5R(钢包半径)至0.65R位置时的混匀时间较短;双喷嘴距钢包底部中心0.5R,夹角为180°时的混匀时间较短;相同流量下,单吹混匀时间稍低于双吹;为减轻包壁的侵蚀,喷嘴距包底中心距离最好小于0.65R。在试验条件下得出的最佳吹氩流量是426 L/min,单吹临界卷渣流量为142 L/min,双吹临界卷渣流量为213 L/min,有利于渣钢界面反应的流量应大于284 L/min。     

不同钢包底吹氩模式对钢液精炼效果的影响

以180 t双孔底吹氩钢包为研究对象,对6种钢包底吹氩模式进行数值模拟,并结合现场试验与当前采用的吹氩模式进行对比。研究发现：（1）钢液的混匀时间随吹氩量的增加而减少,吹氩量一定时,差流量吹氩模式对钢液的搅拌强于等流量吹氩模式。（2）不同的钢包底吹氩模式,渣眼形成的位置不同,渣眼面积也不同。总流量一定时,差流量吹氩模式钢液面最大流速大于等流量吹氩模式,易发生钢液卷渣。（3）差流量吹氩模式渣线处渣层厚度的波动大于等流量吹氩模式,且流量差值越大,波动越剧烈。（4）差流量吹氩模式通过“强-弱”流股的配合,进一步强化了钢包底吹氩的钢液精炼效果。工业试验表明,采取等流量吹氩模式（500 L/min—500 L/min）,钢中的较大夹杂物的数目明显多于差流量吹氩模式（400 L/min—600 L/min）。     

转炉钢包自动吹氩模型开发与应用

针对转炉工序钢包吹氩不规范和直上钢种难以精确控制钢水软吹问题,通过将出钢过程详细分解、每个分解步骤标识钢包吹氩时间与流量,在转炉钢包吹氩一级机对整个操作进行编程,成功开发钢包自动吹氩模型。应用结果表明,钢包自动吹氩系统使转炉钢包吹氩更加规范、直上钢种软吹控制稳定和降低了工人劳动强度,解决了由于吹氩控制不当引起钢水倒包、合金未熔化和连铸塞棒上涨等问题。     

底吹氩钢包内废钢熔化行为的数值模拟

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明：废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.有底吹氩时,比表面积为120、130.22和160.81 m²·m^–3的废钢中心温度上升速率相较于无底吹氩时分别提高了7.06、6.51和3.73 K·s^–1,熔化速率分别增加了0.92、0.88和0.28 cm³·s^–1,熔化时间分别缩短了17、15和3 s.板形废钢初始温度由300升到1000 K时,其熔化速度由2.97提高到3.26 cm³·s^–1,熔化时间缩短了3 s.底吹氩流量显著影响废钢熔化速度,当氩气流量由100增至200 L·min^–1时,比表面积为120、130.22和160.81 m²·m^–3的废钢熔化时间分别由44减小到35 ...     

100 t底吹氩钢包流场数值模拟及现场实践

为了研究国内某钢厂100 t双孔底吹氩钢包的流场现状，针对此钢包精炼过程流量200 L/min(方案1)和300 L/min(方案2)的钢水流动行为进行了数值模拟与现场实践。结果表明，每个吹氩流股均会在钢包形成两个循环流，分别位于流股与钢包壁之间和两个流股之间；方案2比方案1混匀时间缩短36 s，渣眼平均直径增大 0.055 m，耐火材料侵蚀加重。数值模拟通过现场实践验证了其正确性，为现场生产提供了有效指导。     

100t钢包内混匀时间的水模拟研究

对天津钢管公司100t钢包吹氩搅拌进行水模拟实验,研究钢液在不同吹氩方式和吹氩流量下的最佳混匀时间。通过实验,发现原型钢包吹氩位置和吹氩流量不尽合理,实验后确定合理的吹氩参数是：将吹氩孔设在钢包半径的2／3或0．618处;两吹氩孔间夹角为135°;吹氩流量为150—200L/h（即实际流量为100～130L/min）。     

钢包出钢阶段吹氩搅拌去除夹杂物的模拟研究

针对钢包出钢过程建立了钢液-渣相-气相-氩气泡-夹杂物的五相数学模型，探索了钢包出钢过程中吹氩搅拌去除夹杂物的可行性，以及吹氩流量对流场、渣眼、夹杂物去除效率的影响规律。结果表明：吹氩搅拌可强化浇钢过程中钢液的流动行为，显著提升夹杂物的去除率。相较于未采用吹氩搅拌，当吹氩流量为100 L/min、出钢750 s时，夹杂物的去除率由80.74%提升至96.69%，流入中间包夹杂物的数量减少67.4%；随吹氩流量增加，渣眼尺寸增大，夹杂物去除速率增加，但去除效率变化不大，推荐吹氩流量为100 L/min。     

90 t钢包炉底吹氩工艺优化的水模拟试验研究

采用1:2.5几何相似比的水模型,试验研究了钢厂90 t钢包炉(LF)透气砖位置、数量和底吹供气量对钢包内流体混匀时间的影响。结果表明,优化后的钢包透气砖位于高位料仓下料位置的下方,渣料和合金能够直接加在裸露区,熔化速度快,合金收得率高;底吹气体流量23.89 L/min时钢包流体混匀时间最短,有利于钢水深脱硫。     

钢包软吹过程优化数学模拟和工业试验研究

采用Eulerian-Lagrangian法对100 t钢包吹氩过程进行模拟计算,对不同吹氩流量下的钢包流场、气泡运动、液面形态和夹杂物去除进行了数学计算。优化结果表明,在当前的钢包条件下,吹氩流量为100～200 L/min时,渣眼裸露面积较小且夹杂物有较好的去除效果。此外,还对钢包软吹过程数学模拟结果进行了工业试验,在吹氩流量为150 L/min时,软吹前期钢水中大尺寸夹杂物上浮去除明显,软吹10 min可以有效提升钢水洁净度水平。     

ICP-AES法测定硅锰合金中的硅

用硝酸和氢氟酸溶解试样,采用耐氢氟酸雾化装置,用ICP-AES法测定硅锰合金中的硅。选择的最佳仪器工作条件为：长波积分时间15s、短波积分时间15s、雾化气流量30L/min、分析泵速100mL/min、辅助气流量1.0L/min、射频功率950W、试样冲洗时间30s,分析谱线212.412nm,试样粒度应在88μm以下。方法RSD（n=10）为0.2526%,硅回收率99.03%～100.8%,操作简便,分析周期短,能满足硅锰合金中硅的测定要求。     

单嘴精炼炉合金料加入方式及混匀特性水模型研究

根据相似理论,以80 t单嘴精炼炉1:4的水模型模拟,研究了单嘴精炼炉加合金料位置、吹气流量(2～10 L/min)、单嘴内液面高度(18.5～67.0 cm)、浸入深度(75～150 mm)、吹气位置等对混匀时间的影响。结果表明,在单嘴气体上升区对面加料混匀时间较短;吹气流量为6 L/min、浸入深度100～125 mm、单嘴内液面高度≥52 cm、在钢包底r/R=0.5位置吹气有利于混匀时间的缩短。     

红外吸收法测定硅锰合金中碳、硫

应用高频红外碳硫仪 ,建立了硅锰合金中碳、硫的测定方法 ,对测定条件如助熔剂、分析时间等进行了探讨。在最大电流 40 0mA ,载气流速 2 7～ 3 2L/min ,最短分析时间 3 0s(对碳 )、40s(对硫 ) ,比较水平 1 0 0 (对碳 )、2 0 0 (对硫 ) ,坩埚焙烧2h等最佳条件下测定 ,分析结果令人满意     

RH精炼过程Al2O3夹杂物运动和去除的数值模拟

在流场模拟计算的基础上,建立了RH真空精炼过程Al2O3夹杂物运动及去除模型.通过数学模拟计算,分析了RH精炼过程夹杂物运动规律,讨论了夹杂物尺寸、RH吹气量等对夹杂物去除的影响.研究结果表明:同一管径条件下,吹气量为1 400 L/min时,夹杂物的总去除率最高为66.1％且最快去除时间为202 s,是去除夹杂物的最优吹气量;同一吹气量条件下,下降管内径为700 mm时,夹杂物的去除率最高,可达71.31％,夹杂物去除时间最短,为217s.     

EBT区域底吹流量变化对电弧炉炼钢的影响

 电弧炉底吹是加速熔池流动、减少EBT区域死区、改善炼钢反应的重要手段,底吹流量变化会影响电弧炉熔池流动和冶金效果。利用Fluent软件研究了100 t电弧炉EBT区域附近不同底吹流量的熔池流动特性,发现当EBT区域底吹流量从100增加至150 L/min时,熔池平均流速提高18.03%,死区面积减少22.06%;当进一步增加至200 L/min时,熔池流速和死区面积变化幅度降低。在此基础上,通过100 t电弧炉炼钢试验研究了不同底吹条件下的冶金效果,发现底吹可显著降低电弧炉钢铁料消耗和石灰消耗,缩短冶炼周期,降低炉渣FeO质量分数和钢液碳氧浓度积;随着EBT区域底吹气体流量从100增加至150 L/min,冶金效果进一步得到改善。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛合金中钌

采用盐酸、氢氟酸和硝酸混酸于150 ℃温度下加压消解样品2 h,样品溶解完全后,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钛合金中钌。实验确定了以240.272｛140｝nm光谱线作为钌分析线,并对仪器的工作条件进行了优化。优化后最佳的仪器工作条件为:射频功率1 050 W,观测高度14 mm,雾化气流量0.6 L/min,辅助气流量1.0 L/min,冷却气流量12 L/min。基体对测定的影响可通过基体匹配的方法克服,铝和钒对测定没有干扰。在此工作条件下,对TC23钛合金样品中钌量进行测定,相对标准偏差(n=11)为1.4%, 将分析结果与邻菲罗啉分光光度法的结果进行比对,基本一致。     

铁碳合金薄带气固反应脱碳工艺

提出了高炉铁水双辊连铸薄带十高温气固反应脱碳,生产钢带的全新工艺流程.实验以高碳铁碳合金板带为研究对象,在Ar-H2-H2O气氛下可控气氛管式炉内,利用高温气固反应脱碳机制,探索铁碳合金固态下脱碳而铁基不氧化的可行性,确定可控气氛下脱碳的温度和气氛条件范围.实验结果表明:气氛条件对铁的氧化有显著影响,当水浴温度不大于60℃或气体流量不大于300 mL/min时,脱碳后基体中不存在铁的氧化物;当水浴温度达到70℃或气体流量达到450mL/min时,脱碳后基体中出现铁的氧化物,此时由于铁氧化的出现降低了脱碳效果.     

气体流量及水口底部形状对板坯结晶器内流场影响的水模型试验

采用1:1水模型研究了气体流量（010 L/min）和水口底部形状（凹底和尖底）对结晶器内流场的影响。在结晶器断面为230mm×1 200 mm,浇铸速度为1.6 m/min的模拟工况条件下,凹底水口其流体形态优于尖底水口;在结晶器液面波动稳定性方面凹底水口亦优于尖底水口;气体流量在08 L/min,使用尖底水口的流体其表面流速明显高于使用凹底水口的流体;对凹底水口而言,气体流量超过8 L/min,其流体表面流速低于0.2 m/s;120炉IF钢生产结果表明,使用优化的凹底水口和吹氩流量7 L/min,浇铸过程结晶器液面波动在±3 mm以内,铸坯夹杂物比优化前降低24%。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝铁合金中硅磷锰钛

考察了用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铝铁合金中硅、磷、锰和钛的分析条件并建立了测定方法。铝铁合金试样经盐酸、硝酸和氢氟酸分解,在射频功率为1 150 W、雾化压力为0.22 MPa、辅助气流量为0.5 L/min、蠕动泵泵速为50 r/min、长波曝光时间为5 s、短波曝光时间为15 s的条件下,使用耐氢氟酸的雾化器和矩管,以ICP-AES测定了试液中硅磷锰钛。通过选择灵敏度适宜和没有干扰的谱线作为被测元素的分析线消除了谱线的重叠干扰,铁铝产生的背景干扰采用背景校正方法扣除。本法已用于铝铁合金样品中硅、磷、锰和钛的测定,其测定值与湿法的测定值相符,测定结果的相对标准偏差≤3.0%。     

基于正交试验的热障涂层性能变化规律研究

热障涂层广泛应用于燃气轮机、飞机发动机等装备上,其性能直接影响装备的使用寿命。本文采用大气等离子喷涂工艺,在GH4169高温合金表面依次制备NiCoCrAlY金属粘结层和ZrO_2-8%wtY_2O_3陶瓷层。采用扫描电镜和残余应力测试仪对样品的表面形貌、孔隙率以及表面的残余应力进行测试。通过正交试验研究喷涂工艺参数对热障陶瓷层厚度、孔隙率以及残余应力的影响,实验结果表明,对陶瓷层厚度的影响因素从大到小顺序依次为氢气流量,电流,氩气流量,喷涂距离;在相同的制备时间内,陶瓷层的厚度随着电流与氢气流量的增大而明显的增大;随着氩气流量与喷涂距离的增大,陶瓷层的厚度随之减小;对陶瓷层孔隙率的影响因素从大到小顺序依次为喷涂距离,氢气流量,电流,氩气流量。当氩气流量从30 slpm/min增加到40 slpm/min时,氢气流量从5slpm/min增加到10 slpm/min时,孔隙率随之增大;当氩气流量从40 slpm/min增加到50 slpm/min时,氢气流量从10 slpm/min增加到15 slpm/min时,孔隙率随之减小。当喷涂距离从5 mm增加到10 mm时,孔隙率随之减小,而当喷涂距离从10 mm增加到15 mm时,孔隙率急剧升高,而随着电流的增大,孔隙率减小。电流、氢气流量以及氩气流量对涂层残余应力造成很大影响,随着电流以及氢气流量的增大,氩气流量的减小,涂层表面的残余应力急剧上升。