钢包长水口吹氩自动控制系统研究与应用

摘要：钢包长水口吹氩采用最佳的流量控制策略，能有效避免中间包浇注过程中出现钢液二次氧化、卷渣和热量损失等负面影响，同时，能充分发挥气泡去除夹杂物的作用。为此，提出钢包长水口吹氩自动控制系统，通过S7-300PLC采集数据及软件编程，根据开浇、连浇等因素在线调节吹氩流量，在此基础上运用PID控制算法和闭环控制机制实时调整流量控制阀，保证流量实际值与设定值偏差最小。此系统在某特钢厂2021年第1季度生产数据表明，各钢种连铸坯酸溶铝（Als）损失百分比小于10%的炉数比例上升了5.52%，Als损失百分比大于60%的炉数比例由1%下降为0。实际应用结果表明，该系统提高了连铸坯表面质量及最终成品性能。     

连铸保护浇注工艺改进

通过改进长水口机械手结构,采用一种新型浸入式开浇长水口,开浇前进行包盖吹氩、浇注过程中对长水 口、浸入式水口板间进行吹氩保护,避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水、中间包注流等区域,防 止钢水二次氧化,减少了浇注过程中钢水铝损和钢中［N］质量分数,提高了连铸坯质量。     

IR－UT－16型精炼钢包吹氧升温热模拟试验

在容量为１５０ｋｇ中频感应炉内进行的热模拟试验表明，无论采用Ａｌ或Ｓｉ－Ｃａ－Ｂａ－Ａｌ作发热剂进行钢液吹氧升温均是可行的。此时，钢中Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ仅略有烧损，Ａｌｓ含量可保持在较低水平（＜０．００６％），因此，可以满足升温和小方坯连铸对钢水成分的要求。     

长水口吹氩生成微小气泡工业实验研究

在连铸生产中采用大流量长水口吹氩,并采用“冷钢片沾钢法”沾取中间包钢液试样,成功沾取了中间包钢液中微小氩气泡。冷钢片沾样表面气泡为中间包上部钢/渣界面和炉渣中氩气泡,尺寸主要位于1.0~3.0 mm,但该尺寸不能反映中间包钢液内部长水口吹氩生成气泡,冷钢片沾样内部气泡为钢液内部长水口吹氩生成的气泡。结合扫描电镜和共聚焦显微镜对沾取试样内部气泡形貌、尺寸和数量进行了分析,结果表明大部分气泡为独立圆形气泡,偶见少量粘连和聚合气泡;钢液内部氩气泡尺寸主要位于100~1000 μm,平均尺寸为500 μm左右;气泡在长水口出口及其下方较为弥散,气泡数量可达15.2 cm?2。采用扫描电镜结合能谱分析,发现部分气泡内粘附有夹杂物,有些气泡粘附多个夹杂物;气泡粘附Al₂O₃夹杂物的几率高于粘附CaO(?MgO)?Al₂O₃?SiO₂复合夹杂物的几率。      

120 t精炼炉钢包底吹氩系统改造

对钢包到精炼位后底吹氩系统不通的原因进行了分析.分别对钢包本体的底吹氩系统和精炼处理位的底吹氩系统进行改造,改造后提高了钢包底吹的一次吹开率,减少了钢水折包次数,促进了精炼和连铸的顺利生产,有效地降低了生产成本.     

降低MnS夹杂对Q345B钢板质量影响探析

为降低MnS夹杂对Q345B钢板质量影响,从炼钢→精炼(钢包吹氩)→连铸工艺过程分析,以提高钢水洁净度、锰硫比,确定合理的吹氩工艺制度以及对浇注过程中过热度控制等技术措施,探析降低硫化物夹杂的有效途径.     

热轧卷板表面夹渣缺陷来源分析及控制现状

热轧卷板的表面夹渣缺陷对热轧板的质量及产品性能会产生极其恶劣的影响,会导致产品品级的下降乃至报废等问题,并对产品的服役期限及性能造成一定影响.随着冶炼过程中钢液洁净度的不断提高,夹渣缺陷所造成的质量问题显得尤为严重.而不同生产工艺下表面夹渣缺陷的来源方式略有差异,缺陷的来源主要有精炼过程中钢包渣的卷渣、非稳态浇注时期的...     

透气砖布置和吹氩流量对钢包内钢液流动行为的影响

针对攀钢200t钢包,采用物理模拟与数值模拟相结合的方式,研究了透气砖布置方式和吹氩流量对钢液流动行为的影响规律。结果表明,当两透气砖呈120°布置在距包底中心0.62R(R为包底半径)处时,钢液的平均流速和平均湍动能大,"死区"范围小,混匀时间短,是合理的透气砖布置方式,其临界吹氩流量为27m3/h;与单透气砖相比,双透气砖喷吹的能量利用率高,"死区"范围小,单透气砖的吹氩流量需控制到45m3/h才能达到与双透气砖吹氩流量为27m3/h时相同的搅拌效果。实践证明,研究得到的透气砖布置方式和吹氩流量能保证熔池的搅拌效果,使转炉钢水经吹氩处理后,钢包不同位置温差小于10℃,Δw[C],Δw[Si],Δw[Mn]小于0.03%;在一定的软吹氩流量条件下,吹氩时间大于等于8min,可以使钢中wT[O]小于25×10-6。研究表明,用离散相模型对钢包底吹氩过程进行数值模拟,可以得到与物理模拟试验和生产实践较为吻合的结果。     

钢包底吹氩过程数学物理模拟研究

以130t钢包为研究对象建立水力学模型,以电导法测定了底吹氩钢包内钢液的混匀时间,讨论钢包底吹氩工艺中透气元件不同布置方式以及不同吹气量对钢液混匀时间的影响。同时用数值模拟的方法,对钢包内流场进行计算,探讨各种情况下钢包内流场变化,提出最佳底吹气搅拌位置及吹氩制度。     

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。     

汽车用冷轧钢板表面“翘皮”缺陷产生原因探讨

对DQ1J钢冷轧薄钢板表面“翘皮”缺陷产生的原因进行分析探讨。认为该缺陷与钢中存在气泡密切相关。生产中发现钢包顶渣中FeO含量较高,炼钢工序连铸防堵吹氩量过大,浇铸时结晶器中钢水透过保护渣层有较多气泡冒出。经采取在RH精炼前对钢包顶渣进行改质处理和调整、适当控制连铸中间包塞棒和透气水口氩气流量等措施,该缺陷得到了有效解决。     

宝钢300 t LF物理模型的试验研究

针对宝钢300 t LF精炼过程进行了水力模型试验,得到了钢水混匀时间和吹氩量等关系式,为LF实际过程的吹氩流量和吹氩方式的选择提供了参考.     

60 t BOF-LF(VD)-150 mm×150mm连铸生产GCr15轴承钢的工艺实践

济源钢铁公司采用60 t顶底复吹转炉高拉碳操作法,控制转炉终点[C]0.08%～0.20%,出钢过程钢包底吹氩并加铝铁脱氧,LF采用CaO-Al₂O₃-SiO₂高碱度渣精炼,连铸钢水过热度20～30℃,M+F电磁搅拌,全程吹氩保护浇铸,铸坯堆垛缓冷工艺生产150 mm×150 mm GCr15轴承钢铸坯。实践表明,GCr15轴承钢的氧含量为（6.3～11.9）×10^-6,平均氧含量为9×10^-6,连铸坯的低倍组织良好。     

俄马钢连铸中间包吹氩保护工艺

由于中间包采用透气水口、长水口、塞棒及挡渣墙吹氩保护工艺,钢中点状不均匀类缺陷率减少了0.000 3%,钢中夹渣类缺陷率减少了0.020%,粗大颗粒夹杂类缺陷造成的板坯废品率减少了0.003 2%,有效地降低了钢水连铸中的板坯缺陷,创造了可观的经济价值.     

LF炉钢包底吹氩气体流量与配电联动的研究与应用

莱钢特钢事业部通过对现有智能吹氩系统的改进,在实践中不断总结完善,开发了底吹氩气体流量与配电的联动模型。在精炼的不同阶段使用不同的配电模型,并采用模糊理论的PID自适应原理,进而实现使用不同的底吹氩气体流量以及精炼全过程底吹氩系统的精准控制。通过采用此措施,提升了钢水的质量、提高了钢包的使用寿命、减轻了职工的劳动强度。     

46S20易切削钢的试制

青钢应用“转炉→小方坯连铸机→型材轧机”工艺流程试制 46S2 0易切削钢。冶炼过程采用拉碳法吹炼、硫合金化、脱氧合金化、钢包底吹氩、喂丝、全过程保护浇注、结晶器电磁搅拌等工艺 ,解决了硫合金化、铸坯角裂等问题 ;轧制工艺制订了合理的加热制度 ,解决了轧制劈裂等技术难题 ,生产出各项技术指标均符合相应标准要求的 46S2 0易切削钢     

110t不锈钢钢包炉底吹氩水模拟

依据相似原理建立钢包的物理模拟体系,采用水模型对110t LF钢包底吹氩过程进行研究,分析了吹气量、吹氩位置、钢包覆盖渣和钢包液面高度对钢包混匀的影响,并进行了相应的试验验证。研究结果表明：水模型试验结果和大工业应用具有较好的一致性,验证了水模型的可行性;钢包液面高度越高,混匀时间越长;吹气量越大,混匀时间越短;相同的液面高度和吹气量下,底吹氩最佳位置为0.33r 附近;钢包覆盖渣较黏时会使钢液流动显著减慢,增大吹气量容易产生卷渣现象。     

70t LF吹氩工艺的优化

引进钢包底吹氩气控制系统,实现压力与流量的双重控制。利用智能吹氩系统对吹氩工艺进行优化,根据精炼不同时间段的精炼目的,选择4种不同的吹氩模式,制定了吹氩标准化操作的模式,指导钢水吹氩操作。     

Technical Study on Ultra-Low Sulfur Steel Production in Ansteel

Based on the fact of long period deep desulfurization treatment in LF,the relationships among top slag constituent in LF,molten steel constituent,stirring ability of blowing argon,molten steel temperature and desulphurization rate were analyzed.Through the experiments,the parameters about treatment technology of top slag in LF,the [Als] content in molten steel,slag charge match,molten steel temperature and the argon flow for stirring have been optimized.The desulphurization treatment period in LF can be shortened by 5～8 minutes.The target sulfur content in molten steel can be controlled below 30 ppm within one LF treatment period which is only 36 minutes.The LF treatment period of ultra-low sulfur steel can primarily match with the continuous casting period,multi-heat continuous casting can be ensured.     

Process for improving the ladle free-opening rate for high aluminum steel in continuous casting

Steel 20Mn23AlV is a type of high aluminum steel with a very low ladle free-opening rate. The aluminum composition of 20Mn23AlV ranges from 1. 6% to 2. 45%,which is significantly higher than other types of steel.According to the real condition of 40 t ladle in steel-making plant of Baosteel Special Steel Company,previous works show that the key factors affecting the ladle free-opening rate of high aluminum steel in continuous casting are: sand material,accessories baking,ladle nozzle cleaning,the process and amount of adding sand,and the rate of argon stirring during refining. Therefore,improving the ladle filler sand quality,baking all of the raw materials,controlling the addition of ladle filler sand,cleaning the ladle nozzle,and optimizing argon stirring during the refining process can resolve the problem of a low ladle free-opening rate of high aluminum steel caused by the long ladle time of liquid steel.