八流T形连铸中间包钢水停留时间分布特征研究

基于相似原理,建立了八流连铸中间包的1∶2物理模型,通过水模实验测定了1#～4#控流方案下中间包内的停留时间分布(Residence time distribution,简称RTD).通过推导提出了多流连铸中间包的RTD曲线分析方法,并以此分析了中间包内的流体平均停留时间、流动模式和各流流动一致性,进而对控流装置进行优化选择.研究结果表明,3#控流方案能较好地改善中间包内的流动特征.     

单流板坯中间包内湍流抑制器对流场的影响

通过水力学模型实验,研究了湍流抑制器对单流板坯中间包内钢液流动的影响,并比较了有无湍流抑制器时中间包内钢液流动的特性。湍流抑制器使钢液由长水口注入中间包后再返回,从而消除了中间包短路流,发展了表面流,延长了滞止时间和平均停留时间,有利于中间包内夹杂物的去除。湍流抑制器与单挡坝的结构在控制中间包内钢液流动方面效果较好。     

CaO-SiO2-FeO-P2O5渣系碱度对脱磷的影响

为提高炼钢过程脱磷能力,降低原辅料消耗,实验室配制碱度R分别为1.3,1.5,1.8的CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5复合相炉渣,研究等温条件下复合相渣系碱度对脱磷能力的影响。结果表明:本实验条件下,脱磷时间0～120 s内,脱磷能力先降低后增强,至120 s时,脱磷能力最强;CaO-FeO-SiO_2-P_2O_5炉渣固溶体中磷的表观扩散系数随渣系碱度的提高而增大,R=1.3,1.5,1.8条件下其扩散系数分别为1.68×10~(-13),2.79×10~(-13),9.54×10~(-13)m~2/s;脱磷时间相同条件下,固溶体尺寸随扩散系数增大而增大。     

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 以搅拌器位置处的凝固层厚度以及磁场分布计算结果为依据确定了搅拌频率,并通过生产试验的效果确定了最佳搅拌参数。从试验结果来看,在拉速为1.0~1.1 m/min时搅拌器的最佳搅拌频率为6 Hz,拉速提高铸坯低倍上白亮带的宽度增加。优化后的搅拌参数明显改善了Q235铸坯的中心质量,降低了中心偏析级别。     

非对称五流小方坯连铸中间包结构优化

通过水力学模型实验,研究了非对称中间包的流场和流动分布。实验通过在中间包模型内加挡渣堰、“V”型挡墙及“U”型挡墙,并调整挡墙上开孔的倾角和位置来控制流体流动的方式,从而使流场得以改善,满足生产和实际要求,保证连铸机的正常操作和铸坯质量。     

电磁制动条件下板坯结晶器内钢液冶金行为的数值模拟

用数值模拟方法研究了有无电磁制动时结晶器内钢液的冶金行为.结果表明:应用电磁制动使结晶器内钢液的速度得到很强的抑制,自由液面最大速度从0.17 m/s减小到0.02 m/s;铸坯内部局部区域钢液温度升高,表面坯壳温度降低；窄面和铸坯角部坯壳有些变厚,宽面坯壳厚度稍稍变薄.     

广钢中间包流动控制的等温和非等温水模型

广钢中间包采用三流和入流非对称布置的结构,生产中钢水流动不稳定,温度不均匀.利用等温和非等温水模型分析了几种流动控制方案.模拟实验发现,采用带导流孔的V型堰板,可使1流和3流之间钢水平均停留时间差减少58.1%,温度差减少81.6%,死区由23.2%减至8.3%.     

板坯结晶器内流场的物理模拟及分析

以涟钢板坯结晶器为原型,进行水力学模型试验,通过调节拉速、水口浸入深度,研究了结晶器的流场形态、液面波动情况和流场冲击深度。试验选出适合涟钢板坯连铸机每个断面的最佳工艺参数,为进一步提高产品质量、优化结晶器流场以及降低成本提供了依据。     

连帮中间包内钢水流动的数学模型

开发了一个求解三维湍流Ｎ－Ｓ方程的计算机程序，根据上海梅山冶金公司炼钢厂连铸中间包的结构和操作工艺参数，建立了描述钢水流动的数学模型，并利用该程序进行仿真计算，分析中间包内钢水流动的合理性，同时对中间包使用上，下朱墙后，钢水流动状况进行了分析地中间包结构改造和操作优化提出了建议。     

废钢对转炉熔池流体流动影响研究

通过物理模拟和数值模拟,研究某钢厂250吨转炉中废钢集中分布时熔池特征,以及废钢对转炉熔池流体流动的影响。结果表明,底吹流量为40 L/min时,加入10, 20, 40, 60 t废钢的熔池混匀时间相比无废钢时分别上升21.16%, 63.70%, 87.02%和217.03%。底吹气量较小时(<40 L/min),熔池混匀时间随底吹流量增大而减小,过高的底吹流量对熔池搅拌的贡献降低,反而可能造成熔池混匀时间增加,表明过量的底吹流量将会对熔池混匀产生不利的影响。随着废钢量增加,底吹形成的气液两相区开始向炉壁处偏移。当底吹气量50 L/min时,气液两相区最大速度由0.24 m/s增至0.40 m/s。随着废钢量增加,熔池低速区体积比逐步减小,当加入40 t废钢时,低速区体积比减小89.46%。熔池中随底吹气量增大,熔池获得动能增加,但气体能量利用率降低。熔池中废钢量为60 t,底吹气量增至25, 40和50 L/min时,底吹气体能量利用率比15 L/min时分别下降2.98%, 6.27%和8.68%。当熔池中加入废钢时,随废钢量增加,气体能量利用率上升。底吹气量25 L/min,熔池中废钢加入量为10和60 t,气体能量利用率分别增加2.48%和41.41%。废钢量较大时,底吹气体利用率出现较大幅度上升。