40t钢包炉吹氩操作数值模拟研究

通过数值模拟的方法，对建立在正交网格上的40t钢包（炉）进行了模拟研究，计算结果表明：吹氩气量的增加只是提高了钢包内钢液流动的绝对速度，没有改变钢包内钢液的流动形态；喷吹最佳吹气量为140L／min，弱搅拌的临界吹气量为100L／min；在临界吹气量下的搅拌混匀时间为350s左右。     

迁钢210t钢包烘烤过程热测试

为研究210t钢包烘烤过程的传热规律以达到节能降耗的目的,对钢包的烘烤过程进行了跟踪测试并对测试数据进行了分析,同时得出了该过程钢包包衬温度变化规律,在此基础上提出改进措施.     

梅钢250 t钢包浇铸过程旋涡卷渣行为研究

钢包浇铸末期旋涡卷渣严重影响钢水洁净度和金属收得率。利用钢包渣示踪法研究了上海梅山钢铁股份有限公司250 t钢包浇铸过程卷渣行为。通过在中间包注流区采集钢样,基于含Ba夹杂物成分、尺寸和形貌研究卷渣形成的夹杂物特性,并通过夹杂物中平均Ba含量变化来判断旋涡卷渣发生的程度。结果表明:卷渣形成的夹杂物普遍尺寸较大、形貌呈球形,在钢包余钢量不低于15～18 t的时候便开始出现旋涡卷渣。为了抑制旋涡卷渣,针对梅钢250 t钢包的实际工况,提出了一种新的出水口结构,并利用物理模拟试验对比了常规出水口和新出水口的旋涡特性,采用新的出水口可以显著降低钢包的起旋高度和贯通高度。     

阻漩装置对钢包浇铸过程漩涡的影响

钢包浇铸过程中,如果产生漩涡可能将渣卷入钢液中,从而给生产带来不利的影响。通过物理模拟的方法研究某钢厂钢包浇铸末期出现漩涡的现象,通过加入不同的阻漩装置,研究钢液起漩高度和贯穿高度变化。试验发现,起漩和贯穿高度随着钢包静置时间延长而减小,静置时间30 min时比静置5 min时起漩和贯穿高度分别下降37.88%和45.64%;阻漩装置的位置和尺寸均会对钢包漩涡高度产生不同的影响,阻漩装置位置或尺寸不合适,可能会使漩涡现象提前出现,恶化浇铸条件;在钢包侧壁上放置阻漩装置,漩涡出现高度可降低46.69 %以上。钢包底部阻漩装置距离水口位置增大时,阻漩效果增加。     

酒钢CSP 120 t精炼钢包过程控制研究

本文通过对酒钢CSP钢包过程控制研究表明:静置钢包内壁温降1℃/min,外壁温降0.4℃/min;钢包内外壁的温差为:包底>包壁>渣线;随钢包的综合包龄、一次性包龄的增加,钢水的温降越大;缩短钢包的循环周期,减少周转钢包的数量,利于钢包的循环、管理。     

60t钢包的传热分析

根据实测钢水入包前包衬的温度分布,并由传热模型计算,得出大冶特钢60t钢包内表面预热温度为500℃和900℃的钢包,两者钢水温降相差约50℃,前20min内钢液温度几乎呈直线下降,35min左右钢包衬蓄热基本达饱和。     

40t钢包炉的工艺实践

湖南衡阳钢管厂AC（交流）EAF－LF（钢包炉）－HCC（水平连铸）电炉短流程炼钢系统自1995年5月热试出钢以来，已生产碳素结构钢、合金结构钢等各种钢15万t，并试炼成功液压支柱管钢等钢种。作为该流程的中间调控精炼处理装置-LF，由于具有加热、吹氢、还原气氛下可控炉渣精炼等功能，在提高生产率、降低钢中气体及夹杂含量、准确控制并均匀钢水化学成分及温度等方面起到了重要作用。下面将该工艺研究及生产实践情况进行介绍。1设备及工艺1．1设备主要技术参数（AC）EAF－LF－HCC电炉短流程炼钢系统采用40t钢包炉，其主要技术参数如…     

钢包浇注过程中旋涡临界高度控制

为了有效控制钢包浇注过程中汇流旋涡的临界高度,以150 t钢包为原型,基于相似原理,采用1∶3的物理模型,通过水模拟研究了钢包初始液位、静置时间、水口位置、水口结构和阻旋装置对汇流旋涡形成过程的影响.结果 表明,初始液位对旋涡的形成影响较小,而静置时间和水口位置的影响显著.在逆时针注水情况下,随着静置时间的增加,旋涡起...     

宝钢炼钢厂300t整体钢包热循环实测研究

对宝钢炼钢厂 300 t整体钢包的整个周转过程热状态进行了跟踪测试,对各阶段的测试结果进行了分析,并得出了周转过程各阶段钢包包衬温度变化规律.在此基础上提出缩短烘烤时间,加盖保温等提高热循环效率的措施.     

RH真空室熔池和钢包内钢液整体流场的数学模拟

应用Ｎ－Ｓ方程、ｋ－ε双方程模型及两相区结构模型对ＲＨ真空室熔池和钢包内钢液流场进行数值计算，为进一步计算浓度场和温度场奠定了基础，并解释了一些工艺现象。另外还用该模型计算了ＲＨ内钢液的循环流量，给出了最佳氩气喷吹量。     

Mathematical simulation of fluid dynamics during steel draining operations from a ladle

Fluid flow dynamics during ladle drainage operations of steel under isothermal and nonisothermal conditions has been studied using the turbulence shear stress transport k-ε model (SST k-ω) and the multiphase volume of fluid (VOF) model. At high bath levels, the angular velocity of the melt, close to the ladle nozzle, is small rotating anticlockwise and intense vertical-recirculating flows are developed in most of the liquid volume due to descending steel streams along the ladle vertical wall. These streams ascend further downstream driven by buoyancy forces. At low bath levels, the melt, which is close to the nozzle, rotates clockwise with higher velocities whose magnitudes are higher for shorter ladle standstill times. These velocities are responsible for the formation and development of a vortex on the bath free surface, which entrains slag into the nozzle by shear-stress mechanisms at the metal-slag interface. The critical bath level or bath height for this phenomenon is 0.35 m (in this particular ladle design) for a ladle standstill time of 15 minutes and decreases with longer ladle standstill times. At these steps, the vertical-recirculating flows are substituted by complex horizontal-rotating flows in most of the liquid volume. Under isothermal conditions, the critical bath level for vortex formation on the melt free surface is 0.20 m, which agrees very well with that determined with a 1/3 scale water model of 0.073 m. It is concluded that buoyancy forces, originated by thermal gradients, as the ladle cools, are responsible for increasing the critical bath level for vortex formation. Understanding vortex mechanisms will be useful to design simple and efficient devices to break down the vortex flow during steel draining even at very low metal residues in the ladle.     

钢包浇注过程的数学物理模拟

采用CFD商用软件FLUENT,选取VOF气-液两相流模型和标准k-ε湍流模型对60t钢包浇注过程进行了数值模拟和物理模拟,利用水口流量和液面高度随时间的变化曲线分析了浇注过程中旋涡的产生及变化规律,得到了产生旋涡时自由液面的速度场,并与水模拟实验结果进行了比较.研究结果表明,水口直径及其水口位置对旋涡影响的数值计算结...     

210t钢包钢水温降规律的数值模拟

通过建立钢包有限元传热数学模型,模拟钢包传热过程的瞬态温度场.分别采用代表值法和能量守恒法分析重庆钢铁股份公司炼钢厂210 t钢包不同烘烤温度、不同绝热层材质对钢水温降的影响,预测了不同工况的钢水温降速率,并与实测值进行了对比.结果表明:钢包烘烤温度对钢水温降影响很大;钢水浇铸过程中温降速率比静置时要大;实测的温降速率...     

钢包水口偏心率对浇注过程影响的数学模拟

 钢包的水口偏心率会显著影响浇注末期汇流旋涡的形成和发展过程。基于钢包特征设置合理的水口偏心率,有利于控制旋涡形态、抑制旋涡的危害。但是偏心率的变化如何改变流场,对浇注过程产生哪些影响,目前的研究并不充分。通过数值模拟方法,研究了水口偏心率对钢包流场和旋涡的影响规律,同时定义了“影响度”指标,定量分析了偏心率对浇注过程中表征流场和旋涡特性的14个物理量(如水口流量、旋涡角速度、湍动能、水口含气率等)的影响程度。结果表明,水口偏心率和各物理量之间存在非线性关系;不同物理量变化的临界点不同,普遍为0.5~0.7,旋涡的稳定性和容器壁面是影响临界点的主要因素。     

齿轮钢20CrMnTi方坯凝固过程传热数值模拟

基于薄片移动边界法建立200 mm×200 mm方坯凝固过程传热数学模型,通过商业软件ProCAST对方坯20CrMnTi的温度场进行数值模拟,计算出了热物性参数.将工业现场实测的铸坯表面温度与模拟结果进行比对分析,其误差在工程误差允许范围(5％)内,因此,本数学模型能够较准确地反映现场的实际生产情况.在此模型的基础上讨论了不同过热度、拉速、二冷水量对方坯表面温度、中心温度、中心固相率及液芯长度的影响,对连铸工艺参数的优化提供有效指导.     

Research on molten flow simulation of 30t VOD ladle smelting stainless steel

30tVOD ladle smelting stainless steel was used as the process background, and the numerical and physical simulations were applied to investigate the flow and mixing characteristics of molten steel during the 30tVOD refining process. The cold experiment was employed to investigate the mixing behaviors of molten steel under the bottom and combined blowing systems. The flow features of molten steel were analyzed by numerical simulation with different blowing conditions. The results show that when the plug position of the ladle is located on 1/4R(R is the radius of ladle bottom), whether top- bottom blowing or bottom blowing, the molten steel is mixed well, and mixing time compared to the central position is reduced by 46% and 14% respectively. In addition, the comparison of flow field and turbulent kinetic energy of the molten steel show that when the bottom blowing position is 1/4R, the flow direction of the molten steel caused by the top blowing and the bottom blowing is better near the bath surface, and active volume ratio of molten steel is higher than that of other blowing positions. Current results were validated in industrial VOD furnace, which indicates that 1/4R is regarded as the optimum injection position for combined stirring.     

交换钢包过程对IF钢连铸板坯表层洁净度的影响

采用ASPEX扫描电镜中的自动特征分析功能研究了交换钢包过程（取样浇次第4、5炉）对IF钢连铸板坯表层的洁净度的影响,且对比研究了交换钢包过程浇铸铸坯（交接坯）与正常浇铸铸坯（正常坯）的表层洁净度.结果表明：正常坯与交接坯中尺寸大于20μm的表层夹杂物可分为三类：（1）簇群状Al₂O₃（包括气泡+簇群状Al₂O₃）;（2）簇群状TiO_x-Al₂O₃夹杂物;（3）保护渣夹杂物.正常坯表层的大型夹杂物主要为簇群状Al₂O₃,没有检测到保护渣夹杂物.换包开浇后铸坯总氧质量分数从14×10^-6增至17×10^-6,交接坯表层检测到较多的第2夹杂物,说明钢包开浇后钢水被轻微氧化.此外,钢包开浇后剧烈的液面波动也导致了保护渣的卷入.在当前工艺下,换包对IF钢铸坯表层洁净度的影响长度约为11m.     

炼钢-连铸过程300t钢包热状态测试研究

对宝山钢铁集团公司炼钢厂炼钢-精炼-连铸过程钢包的热状态进行了测试,研究了钢包在各个周转阶段的包衬温度分布及其变化规律.测试结果表明,在钢包的第1和第2个周转过程包衬吸热和蓄热明显,该阶段应考虑钢水温降的热补偿.在钢包的第3和第4个周转过程中,包衬各点的温度变化较平缓,表明从第4个周转开始,包衬的温度变化处于一种动态平衡的循环过程.     

炼钢工艺制度对180t钢包内衬寿命的影响

分析了出钢温度、钢包渣特性、精炼率与精炼时间、造渣材料和生产组织等炼钢工艺制度对天津天铁冶金集团热轧板有限公司180 t钢包内衬寿命的影响,对提高钢包内衬寿命、降低耐火材料消耗具有指导性意义。     

250t钢包底吹氩精炼工艺优化的物理模拟

以250t底吹氩钢包为原形,根据相似原理进行水模型实验,研究了不同透气砖布置参数、吹氩量、加料位置及透气砖透气性能变化对精炼效果的影响.结果表明：0.75R（透气砖在距钢包底部中心为0.75倍钢包底部半径R的位置）的双透气砖布置较0.64R、0.5R混匀时间短,但对包壁的冲刷严重;双透气砖大夹角（135°、180°）布置比小夹角（45°、90°）混匀时间短,0.64R-180°的双透气砖对称布置方案最优.在透气砖上方或双透气砖连线中垂线区域内添加物料,混匀时间最短;吹气量控制在67~70m³/h之间,可充分利用气体的搅拌能量,满足混匀时间短且不会产生卷渣的洁净钢精炼要求;透气砖堵塞较双孔正常吹气混匀时间延长,顶部钢液形成两个大小不一的裸露亮圈,并加重对包壁耐材的冲刷与侵蚀,降低钢液的混均效果及钢的洁净度.