电磁制动下结晶器内流体流动行为的数值研究

 数值模拟了在电磁制动作用下结晶器内金属液的流动行为,并研究了诸如磁感应强度,水口出口角度和磁场位置等各种操作条件对电磁制动效果的影响。数值模拟结果表明：应用电磁制动使结晶器内的流场有很大的改变。施加0.5 T的磁场使结晶器内金属液的表面流速最小,这一计算结果与实验结果十分吻合。为此,应用磁场对结晶器内的流场进行控制,有必要在一定的浇注条件下优化磁感应强度的大小。当磁感应强度、拉坯速度和水口出口角度一定时,磁场位置与水口浸入深度之比有一最佳值,可达到理想的电磁制动效果。     

浸入式水口的连铸水模试验

为获得良好的连铸大板坯表面质量和内部结构组织,我们用相似法进行了浸入式水口等有关计算和用正交设计法进行了水模试验,并取得了如下试验结果。(1)水从不同型式结构的浸入式水口中流入结晶器内的流动形式是按以下顺序接近于均匀(柱塞)流:直水口→两孔向下30°→两孔向下20°→两孔向下10°→两孔水平。(2)实机最好采用两孔水平至两孔向下10°之间的浸入式水口结构,适当控制其它工艺参数,最佳流股接近于均匀流,就能得到满意的表面质量和内部结构良好的大板坯。     

复合磁场作用下板坯结晶器内流场与温度场的数值模拟

提出了一种用于板坯流动控制的复合磁场,在弯月面附近施加电磁搅拌,在浸入式水口附近施加电磁制动,以形成对流场及温度场的复合控制.使用Fluent软件建立了结晶器内复合磁场作用下的钢液流场与温度场三维计算模型.通过与无磁场作用的钢液流动及传热行为进行对比,揭示了复合磁场对结晶器钢液流场和温度场的作用规律.结果表明:复合磁场在一定电磁参数条件下可以减弱水口出流主流股对窄面的冲击,冲击位置处的最大湍动能值降低62％,减少下返流侵入深度;弯月面附近得到了充分的搅拌,结晶器壁面附近的钢液流速增强30％,有利于凝固前沿的冲刷;同时结晶器壁面附近温度提高了1～2 K,均匀了结晶器内温度分布.结晶器电磁搅拌与电磁制动的流场控制优势得以同时发挥.     

板坯连铸用电磁旋流水口装置磁场优化设计

结晶器是连铸最重要的一部分之一,合理控制结晶器内部钢液流动能够有效提高铸坯质量。电磁旋流水口是一种新型的电磁控流技术,该技术利用电磁旋流装置产生的电磁力无接触旋转水口内部钢液,从而均匀水口出流,控制结晶器内部的钢液流动,平缓弯月面波动,抑制卷渣。电磁旋流装置安装于中间包和结晶器中间,其在使用过程中需保障现场安全还需要减少对保护渣添加、水口更换、液位检测装置等的影响。这需要电磁旋流装置能够快速安装到水口附近且装置产生的磁场不会对周围环境产生影响,所以要对电磁旋流装置结构进行优化设计。用数值模拟方法耦合求解电磁场和流场,对比了圆形电磁旋流装置、U形电磁旋流装置和线形电磁旋流装置,通过比较磁场利用率,水口内部钢液的旋流强度以及装置的能耗,得出最适用于连铸生产的电磁旋流装置结构。通过磁屏蔽设计减轻电磁旋流装置漏磁,消除了电磁旋流装置产生的磁场对周围环境的影响。研究结果表明,磁体中心磁场强度相同时,U形电磁旋流装置产生的旋流强度最强,并且U形结构有利于安装。使用磁屏蔽外壳能够使电磁旋流装置漏磁减小44%,但不会减弱电磁旋流水口装置对水口内部钢液的作用效果。有助于获得适用于工业生产的电磁旋流装置结...     

电磁场作用下板坯连铸结晶器内的弯月面行为

用Pb-Sn-Bi低熔点合金进行了热模拟实验.从液面波动人手,研究了在单条形电磁场作用下板坯连铸结晶器内的弯月面行为.实验结果表明可应用磁场控制结晶器内金属液面的波动.当水口角度为向下30°时,磁场对表面波动的抑制作用有一最佳值,即磁感应强度为0.5 T时液面平均波动最小,液面较稳定.施加磁场使弯月面处温度明显提高,使水口出流的向下冲击深度受到抑制,这有利于夹杂物的上浮分离,达到提高板坯内部质量的目的.     

立式电磁制动对不同水口角度下连铸结晶器内流场的控制

利用Fluent软件模拟计算了常规板坯连铸和立式电磁制动板坯连铸过程,详细研究了不同水口出口角度结晶器内三维流场,为评价立式电磁制动技术的冶金效果提供理论依据.研究表明:常规连铸过程水口出口角度增加时,不利于夹杂物的上浮,影响铸坯质量;不同水口出口角度连铸过程应用立式电磁制动技术后,自由表面钢液流速、钢液主射流的运动速度和下回流区的冲击深度显著减小,利于稳定液面波动、减少卷渣、防止漏钢和促进夹杂物的上浮,符合立式电磁制动技术的设计思想.     

板坯结晶器内电磁制动过程流场的数值模拟

应用描述结晶器电磁制动过程的三维流动数学模型,并利用所开发的计算程序ＭＯＬＤ－ＥＭＢＲ３Ｄ１．０进行了数值模拟,结果表明：电磁制动能明显减缓钢水主流股的流速,缓解对铸坯窄面的冲击,有效地抑制表面波动,减小钢水的冲击深度;磁场和流场的相互作用程序直接影响电磁制动效果,磁场位置的升高或降低会出现双涡现象。     

板坯连铸结晶器电磁制动技术及其应用

叙述了板坯连铸结晶器中应用电磁制动技术的发展、研究状况。电磁制动技术可以控制结晶器内钢液的流动，减少结晶器保护渣的卷渣，有利于结晶器内夹杂物的去除，从而提高铸坯质量，并有利于提高铸坯拉速。研究结果表明电磁制动特性取决于板坯宽度、浇铸速度、氩气流速和浸入式水口(SEN)形状等浇铸参数，介绍了各种浇铸参数对电磁制动效果的影响。     

电磁制动对镀锡板高拉速结晶器内流场的影响

 为了实现镀锡板高拉速生产，采用数学模型和工业试验研究了在FC(电磁制动)结晶器条件下水口角度、水口插入深度、拉速及磁场强度对结晶器流场特征的影响。研究结果表明,随着水口角度、插入深度和拉速的增加，下磁场作用区域靠近窄面的钢液受到的电磁力明显增大，水口下方的磁场可有效地减小水口出口射流对窄面的冲刷；在工业试验中发现，施加磁场后水口两侧钢液面流速对称性得到改善，钢液面轮廓较平稳，当BU(上磁场强度)为0.5BL(下磁场强度)时液位波动最小；夹杂物明显降低，边部大于10 μm夹杂物数量密度从0.134 降低到0.079 个/mm2，1/4处夹杂物数量密度从0.129 降低到0.074 个/mm2，宽度中心处数量密度从0.100 降低到 0.073 个/mm2；凝固钩的长度和深度都有明显的降低作用，平均深度从2.3 降低到1.7 mm，平均长度从2.3 降低到2.0 mm，适合的电磁制动参数可以抑制凝固钩的生长。通过优化FC结晶器参数，氧化铝类缺陷降低约77.8%，保护渣类缺陷降低约82.6%，并且在工业上实现了拉速为2.0 m/min的常态化生产。     

异形坯连铸结晶器流场的水模型研究

通过12异型坯水模型实验,研究了马钢760mm×460mm×120mm异型坯结晶器在不同水口结构、不同工艺参数条件下的流场。结果表明在其他条件下相同时夹角120°水口较100°水口的流场较为合理,工作拉速下应采用正面开孔倾角为9°,侧孔倾角15°水口结构。     

提高氧气转炉供氧强度的研究

介绍了在提高转炉供氧强度过程中,在氧枪设计,喷头射流流场测定,供氧和造渣制度的吹炼过程冶金反应等方面所进行的研究工作及所取得的研究成果。     

JN60型焦炉加热控制研究

介绍了莱钢焦化厂1号和3号焦炉加热控制系统的开发,研究和实施,研究了炼焦动力学和气流动力学规律,建立了控制的数学模型和工艺模型,运行结果表明：平均节能4％左右,炉温平均波动小于4℃,安定系数均在0.95以上。     

转炉高效吹炼技术的研究

提高转炉供氧强度可以有效地缩短每炉钢的吹氧时间。在提高供氧强度时要正确地设计氧枪和喷头 ,制定合理的供氧制度。对于具有 3座 2 5～ 5 0 t的转炉钢厂供氧强度提高 0 .5～ 1.0 m3/ (t· m in) ,可增加钢产量 8～ 2 0万 t/ a     

钨基对焊切削头材料的研制

对钨－镍－铁－钼系合金对焊切削头的生产工艺及其机械物理性能进行了研究,探索了渗碳热处理的工艺规程,所试制的对焊切削头在铜杆生产线上使用后效果明显。     

激光技术处理模具的研究

本文阐述了激光热处理技术的技术在模具工业的应用概况,论述了该项技术在模具工业的研究和应用所带来的巨大经济效益,说明了激光热处理在模具钢上的研究方法及方向。     

镀锡板表面铬酸盐钝化膜的研究

研究了镀锡板表面铬酸盐钝化中的含铬量与铬酸盐浓度、温度、阴极钝化电流密度、钝化电量的关系,用增加了钝化膜含铬量的低锡量镀锡板与Ｅ４、Ｅ２的常规镀锡板进行了盐雾对比试验。孔隙率对比试验。并且用增加了钝化膜含铬量的低锡量镀锡板进行了涂附性能和焊接性能试验。用ＸＰＳ对钝化膜的组成进行了分析。     

连铸板坯纵裂纹综述

文中综述了连铸板坯纵裂纹的产生原因，并从钢种及连铸板坯的生产工艺流程出发，分析了生产工艺因素对纵裂纹的影响，进而提出了减轻这种缺陷的措施。     

减轻钒铁生产中炉底烧结的试验研究

铝热法冶炼钒铁过程中,炉底被烧结,产生含钒烧结渣.烧结渣中含有大量的钒,从而造成钒的损失,降低了钒的回收率,增加了生产成本.本试验通过对炉底打结材料和冶炼布料方式的优化,大大改善了炉底烧结状况,减少了含钒烧结渣的产出量,同时烧结渣中钒的含量也大幅度降低,从而减少了钒的流失,钒的回收率提高0.5%以上.     

不同焦粉粒度对烧结过程影响的探讨

针对原料条件的特点 ,进行不同焦粉粒度的烧结试验 ,寻找适宜的焦粉粒度指导生产。     

热带钢轧机轧辊磨损研究

论述了热带钢轧机轧辊磨损的形成机理及磨损分布的基本规律 ,分析了轧辊磨损的影响因素及目前磨损预报模型存在的问题 ,提出了今后轧辊磨损研究工作的建议。