25Cr2Ni4MoV材料的真空直注工艺研究

25Cr2Ni4MoV真空直注工艺相较于中间包浇注工艺能避免钢液在浇注过程中接触大气,防止二次氧化,减少夹杂物的产生。本文在中间包浇注工艺基础上对真空直注工艺进行研究,通过温度、水口直径和吹氩压力的对比分析,确定了采用真空直注工艺时,控制浇注温度、浇注速度和钢液散流等关键参数与采用中间包浇注工艺时的差异。     

板坯连铸中间包结构优化的研究

结合某公司双冲击点板坯中间包生产现状,利用水模实验对中间包内钢水流动特性进行了研究.结果表明：原中间包结构存在明显的短路流,钢水停留时间偏短,死区体积分率偏高,不利于夹杂物上浮去除.同时,由于在高度较大的两湍流控制器间钢水不能流出,影响金属收得率.这种具有双冲击点的中间包,应按照对称的两个单流板坯中间包进行结构优化.采用小高度湍流控制器加上下挡墙的控流方式时,由于钢水流经路径增长和全混流体积分率增加,响应时间增长,死区体积分率显著减小至15%以下,有利于夹杂物上浮去除.同时,将小高度湍流控制器和门式开孔导流坝相结合,残钢量显著减小,有利于提高金属收得率.     

马钢CSP中间包水模实验研究

通过水力学模拟和正交实验方法,研究了马钢CSP中间包内钢液的流动模式和夹杂物排除情况,优化出中间包内设置挡渣墙和坝流控制方案,提出了浇注过程中中间包合理液面高度的控制参数.     

70t连铸中间包内钢液流动的物理模拟

以某钢厂70 t两流中间包为原型,用物理模拟的方法对两流中间包流场特性进行研究。在中间包内腔设置不同的挡堰深度、挡坝高度与坝堰间距等控流参数,分析其对中间包内流场的影响,通过比较不同控流参数下中间包内流体停留时间分布(RTD)曲线,最终确定中间包控流工艺的优化方案。结果表明:中间包工作液面高度为440 mm时,最佳的中间包控流工艺参数为挡堰深度80 mm,挡坝高度100 mm、坝堰间距120 mm。     

中间包自由表面的数学模拟

为了更好的发挥中间包在冶金中的作用,研究了坝高、堰深、坝堰间距及中间包水口出流速度等因素对中间包自由表面的影响,试验通过营造中间包水口附近平稳的钢液面来减少卷渣,从而达到提高铸坯质量的目的。     

中间包控流装置的物理模拟研究

根据相似原理,建立1∶3的物理模拟模型,通过正交试验考察了挡渣堰、导流坝组合控流装置对中间包流场的影响。研究结果表明,堰坝间距是影响流场的主要因素,优化控流组合方案为：挡渣堰距注入流中心线距离1 200 mm,挡渣堰下沿距包底距离500 mm,导流坝高度360 mm,堰坝间距300 mm.优化后中间包流场趋于合理,钢液在中间包内的停留时间延长,活塞流体积增大,死区体积减小.     

两流板坯连铸中间包结构优化水模实验研究

通过两流板坯中间包水模实验,研究了抑湍器以及不同控流装置的组合对中间包流动特性的影响.结果表明,合理使用抑湍器能延长开始响应时间,提高平均停留时间和活塞流体积.抑湍器和垱坝组合控流效果良好,且结构简单.由抑湍器、垱坝和挡渣堰组成的控流装置使中间包流场更加合理,优化后的中间包平均停留时间由原先的188 s提高到218 s,活塞流体积分数由3.50%提高到15.41%,死区体积分数由41.57%降低到32.15%.     

板坯中间包空包、充包过程中自由表面的数值模拟

中间包液面稳定时,钢水的流入和流出可以近似认为是一个稳定流动过程.然而在开浇时液面升高或在换钢包和浇注末期中间包液面下降时,流速有较大的变化而引起流动模式改变导致表面波的形成.研究了中间包内钢液在空包和充包过程中自由表面的变化以及此过程的速度场,研究结果深化了对中间包空包、充包工作过程的认识.     

连铸中间包耐火材料的冲蚀特性与控流装置的优化设置

中间包内耐火材料的损毁是化学反应、热应力与钢液流动的协同作用所致,中间包内控流装置发生侵蚀的主要原因是钢液对耐火材料的冲蚀。对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝的中间包耐火材料的冲蚀特性进行数值模拟计算与分析,结果表明,中间包内冲蚀最严重的部位是在湍流控制器及冲击区包壁上部1/3处,其次是挡渣堰迎向钢液流动一侧壁面;随着挡渣堰与钢液入口距离的增加,钢液对挡渣堰、挡渣坝的冲蚀强度下降;根据停留时间分布（RTD）曲线设置中间包控流装置时,应考虑钢液对耐火材料的冲蚀特性。     

运用大孔出流理论改善重型铸铁件质量

用传统方法设计计算16m~3渣包的浇注系统,有时会存在夹渣、气孔等铸造缺陷,而且铸件清整工作量大。采用大孔出流理论修正浇注系统后,以上铸造缺陷消失,获得了外观合格的铸件,大大减少了铸件清整的工作量。     

小方坯中间包挡墙参数优化和物理模拟的研究

浇注小方坯的中间包控流装置一般为中间包挡墙,其影响中间包流场的参数主要有孔径、孔倾角、孔间距、孔高等。研究针对某厂中间包技术改进,采用了水模型对其中间包挡墙参数进行了优化设计。实验通过显著性分析研究了影响中间包流场的参数顺序,并通过正交实验寻找最优流场。     

中间包流场数值模拟

利用大型流体计算软件Fluent,对马钢连铸中间包的流场进行数值模拟.将模拟计算结果与现有中间包存在的实际现象对比表明,中间包在现有结构条件下分流和控流装置获得的流场分布不利于中间包钢水中夹杂物的控制和去除.通过改变原有中间包挡墙结构,从而改变中间包内流场分布,彻底改变了中间包中的流型结构,延长了流体质点的运动轨迹,增加了钢液的平均停留时间,为微型夹杂物的去除提供了有利条件.     

五流大方坯中间包流场优化

针对某钢厂五流大方坯中间包3流铸坯探伤不合格率较高的问题,采用数值模拟方法,研究不同结构中间包钢液的流场。结果表明,该钢厂现使用的中间包结构不合理,近流有短路流出现,且各流差异较大,不利于去除钢液中的夹杂物和提高各流间钢液的均匀性;采用大冲击区,挡墙中墙不开孔、侧墙开4个孔,设置2个坝的中间包结构最佳;中间包结构优化后,消除了近流的短路流,中间包钢液平均停留时间达652.9 s,各流示踪剂浓度的标准差仅为0.011 9,死区体积分数也仅为21.96%,既有利于夹杂物上浮去除,也保证了各流间钢液的均匀性。     

应用6σ法控制超低碳钢连铸过程增碳

应用6σ法对影响连铸过程的增碳因素进行分析,使用单因子方差分析法考察了钢包砖衬、开浇渣种类、中间包涂料批次、中包渣批次、保护渣种类等因素对超低碳钢增碳量的影响.结果表明,钢包砖衬、开浇渣种类、保护渣种类是影响超低碳钢增碳的主要因素.根据研究结果,在生产中采取了使用无碳砖衬钢包、无碳开浇渣、低碳结晶器保护渣等措施,铸坯增碳量显著降低,超低碳钢连铸工序增碳量小于3×10-6.     

注入钢液温度降低时中间包非稳态过程数值模拟

利用所建立的中间包非稳态传输过程数学模型对包浇注一个包次周期中中间包工作过程进行了数值模拟.在中间包非稳态过程模拟中首先采用稳态速度场和温度场作为计算的起始速度场和湿度场,以此为基础,完成一个包次浇注过程的计算后,用其所得物理场作为初始速度场和湿度场,进行中间包注入钢液温度降低所产生的非稳态过程模拟计算.模拟结果表明,这样处理更加逼近中间包的真实状态.通过对数值模拟结果的分析,发现在钢包一个包次浇注过程中,中间包中出现两次"流动逆转"和"温度逆转",且第一次逆转有利于中间包冶金功能的发挥,第二次逆转的作用相反,应设法避免和推迟中间包内第二次逆转现象的出现.     

两流非对称中间包内控流装置优化的水模型研究

通过水模型实验和数值模拟,研究了两流非对称中间包采用不同控流装置时流体流动的特性.结果表明：圆形湍流控制器与单挡墙组成的控流装置中间包两出口流体流动差异较大;非对称长方形湍流控制器和多孔挡墙组成控流装置的中间包,两流之间的平均停留时间差异是圆形湍流控制器和单挡墙组成控流装置中间包的2/3,且近长水口侧出口的平均停留时间延长7.5%.     

计算机模拟铸钢件浇注系统挡渣的研究

采用Ｃ语言对铸钢件浇注系统中夹杂物运行轨迹进行了动态模拟，分析了模型里的理论挡渣率与渣粒半径及浇注系统参数之间的关系。结果表明：采用Ｃ语言对铸钢件浇注系统进行模拟，具有简便、直观等特点。     

小方坯连铸中间包内型优化试验

通过水力学模型试验 ,研究了中间包内的温度和浓度变化。研究表明 :现场中间包内型结构欠合理 ;设置横挡墙和“V”字型挡墙均可改善中间包内的流场 ;开口度为130mm×100mm横型挡墙和开口度为150mm×80mm“V”字型挡墙效果最好 ,它们均可保证在正常浇注条件下 ,使1 ,2流平均温差1℃左右。     

铆螺钢冷镦裂纹形成与消除的研究

通过理化检测，对铆螺钢在冷镦时出现开裂现象的原因进行了分析．结果表明：铆螺钢在冶炼和浇注过程中生成的复合夹杂物，造成其在冷镦过程中开裂的发生．通过调整连铸前的吹氩工艺和中间包的烘烤工艺，有效地避免了铆螺钢冷镦开裂现象的发生．     

预防连铸坯缺陷的措施和新技术有哪些

无缺陷连铸坯技术是现代连铸技术中的一个永恒的主题，是实现连铸坯热送热装工艺的基础和前提．目前，主要采取的预防连铸坯缺陷的措施和新技术有：（1）采用大包下渣检测技术，主要目的是杜绝大包渣进入中间包，提高中间包钢水的洁净度．（2）采用结晶器电磁制动技术，减弱铸流冲击，提高质量．（3）结晶器液面自动控制．（4）压缩铸造技术．（5）电磁搅拌．（6）开发铸坯表面缺陷检测技术．（7）铸坯质量管理．