大包长水口浸入深度对三角形四流中间包钢水质量的影响

为了研究长水口浸入深度对钢水流动和钢水质量的影响,在等比例中间包水模中完成了物理和数学模拟。在等比例中间包水模中,在各种不同水口浸入深度条件下,完成了卷渣试验。采用聚乙烯玻璃粉(920 Kg/m~3)模拟炉渣相,并且在换包过程中搜集每个浸入深度条件下,借助卷渣说明其相对性能。开发了一个三维数学模型、并且在各种不同大包长水口浸入深度条件下,检测湍流等高线(湍流动能(TKE)等高线)。当浸入深度位置较低时,中间包内的湍流现象较为严重,结果导致更多的卷渣。与之相反,当浸入深度位置较高时,中间包内的湍流现象较轻,由此产生的卷渣数量也较少。因此,采用长水口浸入位置较高的中间包操作可能取消湍流抑制器的使用,并降低耐火材料的消耗和成本。     

换包过程引流砂行为的试验分析

通过水模型试验模拟非稳态浇铸过程中引流砂的流动行为,分别研究了在换包过程中中包液面高度、长水口插入深度、大包流量以及控流装置对中间包内引流砂去除率的影响。结果显示:当中包液面高度为450 mm,长水口插入深度为200 mm,大包流量为6 m3/h时,换包过程引流砂的去除率最高,合理的控流装置能够增加引流砂的去除率。     

钢包长水口形状对中间包内钢液流动特性的影响

通过物理模拟实验研究了在不同的中间包液位时使用喇叭形长水口和直通形长水口对单流板坯中间包内的流体流动特性的影响.实验结果表明:使用喇叭形长水口后的RTD曲线峰值较低,波动较小,流场较稳定,而且不存在短路流;使用喇叭形长水口后更有利于延长流体在中间包内的开始响应时间、平均停留时间和活塞流平均停留时间;中间包内的死区体积较小,活塞流体积较大,而且活塞流与死区体积的比值也更大.因此,在中间包液位上升时,使用喇叭形长水口后包内的流动模式组成更合理,这更有利于保证中间包内钢水的质量.     

非对称控流结构中间包流场一致性的物理模拟

国内某钢厂使用的两流板坯连铸中间包因受固定位置排渣口的限制,包内控流装置采用左右不对称布置。生产实践发现,排渣口侧的水口对应铸坯大型夹杂物含量高、热轧卷探伤合格率低,疑与中间包流场的一致性有关。为此,采用1∶3.5的水模型对中间包流场进行了模拟研究,并基于流体动力学原理对其控流效果进行了优化。结果表明,原型中间包两个水口的滞止时间差高达36 s,钢液在排渣口侧的1号水口形成短路流,因而导致两流铸坯洁净度的差异。经水模优化后,方案F1下两流平均停留时间标准差和滞止时间标准差分别可降到0.12和0.35 s,明显改善了中间包内两流浇铸流动特性的一致性,且死区比例较原型降低8.87%、平均停留时间延长了30 s。     

AMEPA下渣检测系统在不锈钢连铸生产的应用和维护

连铸钢包下渣检测装置,用于对炼钢连铸工艺大包水口渣含量的检测,以提高中间包钢水洁净度,获取大包钢水的最佳收得率,在各个大型钢厂得到了广泛的应用,宝钢股份不锈钢分公司在4台连铸机的建设上都选用了AMEPA公司开发的ESD100钢渣早期识别系统.本文介绍在应用中碰到的故障以及处理方法.     

非稳态浇铸下提升引流砂去除率的模拟研究

针对某5机5流圆坯连铸机存在多炉连浇时铸坯质量不稳定，尤其是换包过程中氧化性的引流砂不断污染钢水、影响钢液洁净度的问题，以5流中间包为研究对象，分别通过热力学计算和水模拟试验研究了引流砂对钢液质量的影响，提出了改善引流砂流动行为的优化方案。结果表明：开浇过程引流砂会导致钢液氧含量的增加，降低钢液的洁净度；非稳态浇铸过程中，引流砂进入钢液内部发生卷渣，其去除率与长水口插入深度、钢包流量以及中间包液面有关，当大包流量为3 m³/h,长水口浸入深度为160 mm,中包液面为400 mm时，引流砂去除率最高为94%;优化后的控流装置方案改善了引流砂的流动行为，其去除率最大达到了99.5%,且稳态浇铸时，各流响应时间和平均停留时间散度较小，各流一致性提高，有利于均匀钢水的成分和温度。     

80 t两流板坯连铸中间包挡墙结构优化研究

根据国内某钢厂两流板坯连铸80 t中间包现场工艺及结构,在分析了其控流装置下的中包流场的基础上,研究了双层湍流抑制器下,挡墙位置和高度对中间包内流体流动特性的影响.结果表明:双层湍流抑制器下,挡坝距长水口2 000 mm,高400 mm时中包流场最合理,且抑湍器和坝组合控流装置结构简单,避免了钢水对堰等其他中包控流装置冲刷而污染钢水影响铸坯洁净度.对比优化前后的包内流体流动特性,平均停留时间由292 s提高到380 s,死区比例由37.3％降低至18.5％,活塞区与死区比值由0.35增大至0.65,有利于钢液温度和成分的均匀,增大了夹杂物上浮去除的几率,有助于提高铸坯洁净度.     

钢水密度对板坯中间包流场影响的数学模型

利用数学模型研究了钢水在常密度和密度变化两种条件下板坯中间包内的流场、温度场和钢水平均停留时间。计算结果表明，高温钢水在中间包内流动时，不能忽略自然对流流动；密度随温度变化时，钢水沿着液面流到水口区，没有短路流现象，最短滞流时间１００ｓ，进出口温差４４℃，其流场和温度场与常密度条件下的正好相反。     

钢铁冶炼新技术讲座之十二连铸新技术(二)

2提高连铸坯洁净度技术连铸过程中生产洁净钢,一方面是去除液体钢中氧化物夹杂,进一步净化进入结晶器的钢水,另一方面是防止钢水的再污染。对于液体钢中夹杂物去除主要决定于夹杂物形成、夹杂物传输到钢——渣界面和渣相吸附夹杂物。对于防止连铸过程钢水再污染,主要决定于:(1)钢水二次氧化;(2)钢水与环境、钢水与空气、钢水与耐材相互作用;(3)钢液流动与液面稳定性(渣-钢界面紊流、涡流);(4)渣钢浮化卷渣。2.1生产洁净钢主要控制技术(1)保护浇注技术常用的钢水密封保护如:中间包密封、钢包→中间包采用注流长水口 吹氩保护,中间包→结晶器…     

钢水密度对板坯中间包流场影响的的数学模型

利用数学模型研究了钢水在常密度和密度变化两种条件下板坯中间包内的流场、温度场和钢水平均停留时间。计算结果表明，高温钢水在中间包内流动时，不能忽略自然对流流动；密度随温度变化时，钢水沿着液面流到水口区，没有短路流现象，最短滞流时间１００ｓ，进出口温差４４℃，其流场和温度场与常密度条件下的正好相反。     

DSP钢厂六流小方坯连铸机中间包采用不对称挡板改善钢水流动

多流连铸机的中间包将钢水分配到多个不同的结晶器中去 ,要求分配到各结晶器的钢水温度和速度基本一致 ,但是中间包内各个水口处的钢水温度及停留时间随位置不同而变化。中间包内钢水停留时间不一致和钢水温度不均匀将会影响钢水质量和可铸性。中间包对钢水清洁度、热均匀性及浇铸稳定操作起重要作用 ,这与中间包内钢液流动密切相关。中间包内合理的钢水流动是稳定顺利浇铸的先决条件 ,并有利于提高钢水清洁度及热均匀性。中间包钢水流动性一致时 ,不同出水口处钢水温度及停留时间仍可能出现不一致。钢水停留时间过短时 ,由于钢水温度过高 ,…     

提高连铸中间包使用寿命的技术措施

通过研究中间包渣线镁碳砖复合修砌技术、中间包冲击区镁质板组合修砌技术、连铸中间包长寿命上水口技术、塞棒中间包组合围堰座砖技术,中间包整体抗冲刷性提高,冲击区耐材稳定,保障钢水洁净度,提高了金属收得率,定径中间包平均寿命由48 h/包提高到72 h/包。     

中间包扩容改造和新挡渣堰的水模实验研究

针对包钢连铸四流T形中间包,利用1:2的水模型实验装置,进行工艺优化的水模实验研究.对改进后的中间包内流场进行分析,测试中间包扩容后的平均停留时间和对结晶器内的冲击深度,以及使用新挡渣堰的平均停留时间.水模实验结果对应于实际中间包,在相同的流量下,扩容前后两水口的平均停留时间随着液位的增加而增加、结晶器冲击深度没有变化;使用新挡渣堰时,两水口的平均停留时间变化不一致.     

连铸钢包浇钢优化控制系统

<正>一、企业及项目概况连铸生产过程中,随着钢包浇注的进行,钢包内部的钢水液面会逐渐下降,同时会产生流动。在浇注的中后期,钢水在钢包内会产生旋转流动,在出钢口上方附近形成漩涡,漂浮在钢水上面的钢渣被漩涡的吸附力卷下,混着钢水经长水口流入中间包,形成下渣。过量的钢渣不仅会降低钢水的洁净度,影响铸坯质量,甚至导致拉漏事故;而且会加速中间包耐火材料的腐蚀,缩短其使用寿命,增加中间包渣壳重量,影响连铸生产的进行。     

小方坯连铸中间包流场数值模拟研究

介绍了承钢8流小方坯连铸机中间包流场的优化方法。通过对连铸中间包流场的模拟研究,确定中间包内钢水的流动规律及影响钢水流动性的因素;优化中间包的结构,给出结构优化参数。通过改进,促进了中间包内钢中夹杂物上浮,降低了钢中大型夹杂物含量,铸坯洁净度大幅度提高。     

中间包内钢水控流技术

介绍了中间包冶金技术的发展,分析了中间包内钢水的流动特性及控流装置对钢水流动状态的影响,论述了改进中间包内的控流装置可以明显改变钢水流动状态,中间包内同时应用堰、坝、湍流控制器及多孔挡墙或气幕挡墙,能够延长钢水在中间包内的滞留时间,有效去除钢中夹杂,提高中间包冶金效果。     

异型坯连铸长水口浸入深度对36 t中间包流场和温度场的影响

通过建立的中间包钢液流动传热三维耦合数学模型,采用FLUENT软件模拟研究了H-型钢用三流异型坯连铸长水口浸入深度(100~200 mm)对36t中间包Q235B钢水(0.12%~0.20%C)流场和温度场的影响。结果表明,随长水口浸入深度的增加,中间包内钢水自由液面波动有减少趋势;中间包各流出口钢水平均停留时间差和各流钢水出口温度差显著增大;该中间包异型坯连铸过程合适的长水口浸入深度约为125 mm。     

上水口环形吹氩对中间包内渣眼形成的影响

 中间包上水口环形吹氩可以在塞棒周围形成清洗钢液的环形气幕,同时部分氩气泡随钢液进入上水口内,可以减少非金属夹杂物在水口内壁的黏附,起到防止水口堵塞的作用。然而,不合理的吹氩量会导致中间包内液面渣层受过强的气液羽流冲击而形成渣眼,使得钢液裸露并发生二次氧化,严重影响铸坯质量。采用标准 k ε 湍流模型研究中间包内流体流动,采用DPM模型和VOF模型耦合方法,研究上水口环形吹氩条件下渣眼的形成及演化规律。结果表明,上水口环形吹氩在塞棒周围形成较强的上升流,塞棒上部邻近区域存在多个涡流区;在钢液涡流的影响下,中间包液渣下层远离塞棒区域,上层向塞棒区域迁移;随着吹氩量的增大,平均湍动能增大,塞棒附近钢液速度逐渐增大,钢渣界面钢液速度先增大后减小,渣眼边缘钢液速度先增大后减小然后再增大,速度与垂直方向夹角逐渐减小;增大吹氩量,中间包熔池液面形成以塞棒为中心的渣眼,渣眼面积逐渐增大。试验条件下不产生渣眼的临界吹氩量为4.2 L/min,对应的钢渣界面最大速度为0.247 m/s,与垂直方向夹角为70°。     

底吹气中间包内钢液流动及夹杂物去除模拟研究

通过40 t中间包的1:3水模型实验,对小方坯连铸6流中间包内钢液的流场进行了测定,研究了5种不同底吹气方案对中间包内钢液流动特性和夹杂物去除的影响。结果表明,在注流区吹气能延长钢水在中间包内的停留时间,减弱湍流强度,同时注流区内吹气可将气泡击碎成弥散小气泡促进了夹杂物上浮,夹杂物去除效果最佳。在近流与中流水口之间吹气,可改善各流的流动特性,中间包内的流动状况最佳,但近流处夹杂物去除效果略差。在中流和远流水口之间吹气,流场改善效果不理想。     

板坯连铸机浸入式水口结构优化的水模研究

通过水力模型实验,研究了水口结构对南钢板坯连铸机结晶器内钢水流动特性的影响.研究结果表明:使用现有水口结晶器内液面波动大且存在明显裸露并有严重的卷渣现象,适当增加浸入式水口出口面积,在不改变水口其它结构参数和插入深度条件下,能够获得液面波动小,保护渣覆盖良好且没有卷渣的钢水流动特性,不仅能够实现提高拉速的要求,还能提高铸坯质量.