感应加热中间包钢液氢含量控制

重轨钢氢含量是影响质量的关键因素之一。包钢感应加热中间包运行初期,重轨钢等钢种常常出现首炉氢超标的现象。基于此,本文详细分析了感应加热中间包钢液氢含量超标的主要原因,并对中间包材料、耐火材料和连铸工艺进行了优化改造。研究发现,中间包感应加热上线后,预制件数量较多,常规烘烤方式很难实现有效烘烤,这是导致包钢钢液氢含量偏高的主要原因;通过改进耐火材料材质,使用PVC管替代铁皮作为通道模具,利用下线铸坯和中间包的余热以及外置烧嘴对流钢通道预烘烤,烘烤时添加烘烤喷嘴,同时提前对预制件进行烘烤、浇注前氩气置换以及浇注工艺优化等方式,有效实现了浇次首炉氢含量低于2 ppm的目标。中包感应加热运行后生产了154个浇次不同钢种,氢含量全部满足目标要求,同时碳偏析指数平均降低了0.013,提高质量的同时获得了显著的经济效益。     

异钢种连浇过程中钢液流动与混合的数值模拟

研究了换钢种操作时，中间包及结晶器内钢液非稳态湍流流动及混合的计算过程。使用CFX5．6商业软件建立三维模型模拟了中间包及结晶器内钢液的流动和混合过程；绘制了中间包及结晶器出口处浓度分布曲线和中间包内钢液停留时间分布曲线（RTD）；确定了包内各区域的体积分数；并分析了不同中间包构形对钢液在包内的混合与流动的影响。它对研究异钢种连浇的混合过程具有一定的指导意义。     

锆质过滤器对钢中夹杂物的影响

对南京钢铁联合有限公司炼钢厂中间包ZrO2质陶瓷过滤器进行试验研究,通过在装有过滤器的中间包取样,并用多种分析手段系统研究钢中全氧质量分数及钢中非金属夹杂物种类、质量分数、粒度组成等,从而评价中间包过滤器去除夹杂物的能力。试验结果表明,陶瓷过滤器对于钢液中的夹杂物过滤效果明显,中间包内30μm以上夹杂物去除率达41.6%,中间包去除夹杂物的能力有力保障了高品质钢的生产。但需要进一步合理控制钙处理工艺,减少钢液二次氧化,提高钢液洁净度。     

中间包钢水流动最佳化控制系统

随着对钢产品质量要求的提高，对钢的生产工艺的要求亦越来越高，同时对二次冶金和中间包的流动控制也日益严格。欧洲Ｆｏｓｅｃｏ钢公司开发出控制钢水流动的Ｔｕｒｂｏｓｔｏｐ系统。该系统是一种将钢水导入中间包的装置。它的导入可使钢水流平行于中间包壁，且流速稳定。这样中间包的体积可以得到最佳利用，同时由于中间包的流速较低而使更多的夹杂物浮到熔池表面而被分离出来。这样即使是更换钢包或改换钢种时也可以稳定地生产出洁净钢。Ｔｕｒｂｏｓｔｏｐ系统其他优点包括具有较高的钢水收得率且中间包衬的磨蚀降低。中间包钢水流动最…     

中间包等离子加热工业试验

控制中间包内钢水温度变化是提高生产率和产品质量的有效方法之一。中间包等离子加热能够弥补浇注过程中钢水温降,稳定钢水温度,提高铸坯质量。对某厂中间包等离子加热进行工业试验研究。采用三中空石墨电极等离子加热装置对中间包内钢水进行加热。通过两组中间包等离子加热试验,探究等离子加热对中间包内钢液温度变化和钢液成分及夹杂物特征的影响。结果表明,等离子加热中间包内钢水升温效果明显,升温速率可实现0.8 ℃/min,同时也能够使钢水温度保持稳定;等离子加热后中间包内钢水全氧含量下降,氮含量基本不变,碳含量略有升高;加热后钢液中夹杂物的数密度明显降低,分别下降了7.43%和19.68%。中间包等离子加热可稳定中间包内钢液过热度,促进了氧化物夹杂的上浮去除,提高了铸坯质量。     

连铸中间包的革新技术

连铸过程是炼钢的最后工艺，它直接影响到钢产品的质量。因此，这个工艺必须满足多品种的需要，例如增加高精质量的需要，大幅度降低生产成本以及改善大批量生产。为了适应这种需要，新日铁对连铸工艺具有精炼作用的中间包进行了多功能化的改进。本文论述了①在中间包内的夹杂物行为模型的设想及其实机应用示例；②对大生产型连铸机大容量铜液加热设备；③中间包的热运转；①通过中间包的应用使大批量生产的灵活化，最后论述了关于中间包今后的技术动向。     

中间包钢液净化的新动向

简述了通过中间包扩容；在中间包内增设挡扳、隔墙／溢流堰、陶瓷过滤器，采用高碱度中间包保护渣以及中间包钢液加等措施，净化钢水，提高钢的质量。     

双通道式电磁感应加热中间包冶金效果研究

双通道式电磁感应加热中间包不仅能够补偿浇铸过程中出现的热量损失，而且具有改善中间包内钢液流动、促进钢液中非金属夹杂物去除的作用。本研究在对双通道式电磁感应加热中间包内的电磁力和流场进行了数值模拟研究的基础上，通过工业试验研究，分析了电磁感应加热中间包通道内钢液流动和夹杂物的去除情况。结果表明，在电磁场作用下，连铸中间包通道内钢液在该电磁力作用下会呈螺旋式前进。随着感应加热时间的延长，夹杂物含量不断降低，夹杂物去除率不断提高，与无感应加热条件相比，在感应加热5、10、15 min时，夹杂物去除率分别达到6.9%、12.1%和22.4%。     

湍流控制器中包流场的研究

随着连铸技术的发展,中间包冶金在钢水精炼中的作用日益引起各钢铁企业的重视。文章针对阳春新钢铁中间包设置湍流控制器的流场进行研究,通过采用不同钢种连浇试验,根据不同钢种衔接钢坯的成分变化,分析中间包钢水移动的轨迹。结果发现,湍流控制器的中包流场复杂,各区域钢水交换速度不一致,且死角区域钢水交换时间长,从而提出异钢种连浇时衔接钢坯划分优化方案。     

中间包内部结构对铸坯洁净度的影响

通过1:2.5中间包水模型试验对4流25 t两种控制装置中间包内流场进行了研究,并通过工业生产试验了原中间包和改变挡墙侧导流孔孔径、倾角,并增加湍流控制的改进型中间包对325mm×280 mm GCr15钢铸坯洁净度的影响。结果表明,改进型中间包能增加钢液在中间包内的停留时间,减小中间包的死区比例,提高夹杂物的去除率。与原中间包相比,从改进型中间包到铸坯过程钢中总氧去除率提高,大型夹杂物含量降低44.9%。     

鞍钢宽厚板坯中间包气幕挡墙研究

以相似原理为基础,通过实验室水模拟实验,对鞍钢单流宽厚板坯连铸中间包应用气幕挡墙进行了优化研究。水模实验主要研究了原型中间包和气幕挡墙、耐火挡墙不同组合方案钢液的流动特征,将实验确定的最佳方案在大生产上进行了工业试验。结果表明,工业试验和水模实验的结果具有一致性。中间包应用气幕挡墙提高了钢的洁净度,显微夹杂物降低了23.73%,大型夹杂物降低了28.15%。     

薄板坯单流中间包混浇水力学模型试验研究

针对武汉钢铁有限公司CSP高品质钢品种多、批量小、生产组织复杂、连铸成本高的难题,采用水力模型方法对CSP 45 t单流连铸中间包异钢种混浇进行了研究,模型与实物比例为1︰2,试验满足弗劳德准数相似。分析了不同拉速和中间包余钢量条件下,铸坯长度方向上浓度曲线的变化,提出了较优组合方案,并进行了现场试验。试验结果表明:在中包剩余钢水量10 t、拉速4.5 m/min时,混浇坯长度最短,为22.40 m,其结果与现场试验结果相符。项目技术应用后,缓解了高品质钢多品种、小批量生产组织复杂的难题,提高了薄板坯连铸高品质钢的生产效率,降低了制造成本。     

提高LF精炼钢包寿命的措施

精炼温度高造成渣线侵蚀严重以及炉渣对耐火材料的侵蚀，是影响精炼钢包寿命的主要原因。石横特钢厂采取稳定精炼初始温度；加强中间包烘烤；采用埋弧渣技术，制定合理的分钢种精炼温度等措施，使精炼钢包的平均使用寿命比４８炉次提高到５３炉次，耐火砖消耗降低了０．７９ｋｇ／ｔ钢。     

多流中间包结构对各流一致性及钢洁净度的影响

为提高某钢厂铸机设备利用率和钢产量,将现用6流中间包改造为7流中间包,并通过工业试验对比了改造前后中间包各流钢液温差和铸坯中的夹杂物。结果表明,改造后的中间包不仅提高了生产效率,同时还提高了铸坯质量。以帘线钢为例,7流中间包浇注帘线钢时相比6流中间包各流间的钢液最大温差由平均4.3℃降低至3.0℃,各流钢液的温度标准差降低了32.4%,这有助于稳定各流浇注过热度和铸坯凝固组织。另外,铸坯中的大型夹杂物含量由平均4.52 mg/10 kg降低到1.62 mg/10 kg,显微夹杂物的平均数密度和各流数密度标准差分别降低了47.6%和87.9%。改造后7流中间包对应的铸坯洁净度和各流一致性均显著提高,表明不同的中间包控流方案设计对钢液洁净度有一定影响,在工业生产中不容忽视。通过对中间包流场的物理模拟解释了以上现象。研究结果可为多流中间包的优化改造提供参考。     

长寿命方坯塞棒中间包耐材技术优化与应用

为提高唐钢长材事业部方坯塞棒中间包寿命，降低中间包耐材和冶炼吨钢成本，提高连铸机铸坯收得率，通过优化塞棒中间包修砌方式，调整塞棒、上水口、座砖以及浸入式水口等定型耐材原材料配比和加工工艺，使塞棒中间包平均使用寿命从15.12 h提高到30.25 h以上，实现了方坯塞棒中间包长寿命、高效率生产。     

板坯中间包等温钢液流动的物理模拟与应用

为了适当延长钢液在中间包停留时间,以尽可能多地去除钢液中的夹杂物,使中间包的温度及成分更加均匀;为了减少中间包的死区,保证中间包内部有合理大小的全混区和柱塞流区,通过优化中间包的上挡墙及坝的结构参数,提高中间包的利用效率.以酒钢板坯连铸中间包为研究对象,按1:3的比例建立了从钢包、长水口到中间包、水口的钢液流动的水力学模型.通过对水力学模型RTD曲线的测量,得到了中间包的滞止时间、停留时间及峰值时间,通过对这些时间的相应计算,对目前使用的中间包结构进行了优化.     

十流小方坯连铸机双中间包流场的优化设计

对山钢十流小方坯连铸机双中间包进行设计优化，确定合理的中间包结构类型；通过中间包流场、温度场数值和水力学模拟研究，分别为品种钢、普通钢连铸生产设计了L型挡渣墙结构中间包和整体稳流器挡渣墙结构中间包。双中间包结构类型、流场经过优化，延长了钢水在中间包内的平均停留时间，减少了各流间出口钢水温差，提高了钢水纯净度，有效促进了生产的稳定顺行和产品质量的提升。     

中间包温度分布的模拟研究

利用湍流理论,建立中间包温度场的数学模型.通过建立中间包温度场的有限元模型,分析了有限元法在模拟中间包温度场方面的应用.基于有限元法对中间包温度场及其温度分布进行了分析研究,结果表明:中间包内钢水的流动在许多情况下表现为一种非等温状态下的流动,不同结构中间包内钢液温度分布有差异.优化后的中间包钢液的温度分布均匀,有利于提高连铸坯的质量.     

湍流控制器内腔形状对四流长间距中间包流场影响的研究

针对某钢厂特定的四流长间距中间包,在设计湍流控制器内腔形状时需要权衡束流效果以及远流钢液更新即中间包流场的影响。以水模试验为主,数模试验为辅,探究了不同内腔形状的湍流控制器对长间距中间包内流场的影响。研究结果表明:在平衡束流效果以及远流钢液更新方面,四边形比圆环形和八边形的湍流控制器更适合某钢厂特定的四流长间距中间包;且发现湍流控制器束流强弱的规律为:圆环形八边形四边形;提出了湍流控制器除了原本的束流功能外还具有钢流改向的作用。     

特殊钢连铸生产中30 t中间包感应加热的应用

30t H型中间包感应加热装置用于轴承钢、帘线钢、汽车用钢和石油钻具用钢等钢种的370mm×490mm铸坯的生产。叙述了中间包感应加热原理、设备构成、砌筑和加热档位控制。生产应用结果表明,使用中间包感应加热可明显改善夹杂物控制水平,降低夹杂物指数,钢水过热度从使用前的17~38℃降至8~25℃;钢水实际过热度与目标过热度的差值为±3℃。