蓄热式烘烤对160 t钢包衬温度均匀性的影响

通过160t钢包蓄热式烘烤实验和数值模拟，得出在给定烘烤时间内，当气体不经预热时包衬平均烘烤温度为1220K，包衬圆周温差大于80K；空气-煤气预热至1273K时，钢包烘烤温度可达1300K，包衬圆周温差小于20K。采用助燃空气和煤气双预热蓄热式燃烧技术有利于提高钢包烘烤效率和包衬温度。     

蓄热式钢包烘烤的数值模拟

为了对钢包的烘烤温度进行在线预测,笔者耦合了流体流动、燃烧和换热过程,建立了多入口、多出口的三维非稳态钢包烘烤数学模型。利用计算流体力学软件CFX4．3,采用有限差分方法和修正的速度一压力耦合算法SIMPLEC,计算了某厂蓄热式钢包内衬的温度分布,重点分析了不同气体预热温度下钢包内衬温度的变化规律,并进行了实验验证。结果表明,采用助燃空气一煤气双预热的蓄热式燃烧技术能够有效地提高钢包的烘烤速度和加热均匀性;气体预热温度越高,包衬终点温度越高,温度均匀性也越好。计算结果与实验及工程现象基本吻合,证明该模型对指导现场生产具有重要意义。     

预热烘烤对钢包热行为的影响研究

结合H钢厂的实际情况,采用有限元分析法对新钢包温度场进行研究,进而采用ANSYS数值模拟软件对钢包从烘烤至周转过程进行了数值模拟,重点分析了预热烘烤对新钢包热状态及钢水温度的影响,并进行了试验验证。结果表明:新钢包预热烘烤25 h虽然达到红包状态,且包壁温度趋于热饱和,但是包底仍有蓄热升温空间,周转后钢包造成钢水的最大温降约10℃;预热烘烤55 h后,钢包整体趋于热饱和,周转后钢包造成钢水温降不到1℃,因此可知理想的预热烘烤时间为55 h,为炼钢厂钢包烘烤制度及出钢温度制度的制定提供了参考。     

Low temperature tapping technology for converter of Tangsteel

在分析出钢温度和过程温降影响因素的基础上,通过采取稳定出钢时间、完善合金料烘烤制度、钢包全程加盖、提高钢包周转率及低温快铸等措施,转炉平均出钢温度已稳定控制在1635℃以下,出钢时间为2．4min。出钢至钢包底吹氩处理、钢包周转过程及浇铸过程钢水温降分别降低20、11．1和25．9℃;钢包内衬烘烤温度由820℃上升至1020℃。转炉寿命达到近24000炉,石灰等消耗大幅降低。     

蓄热式钢包烘烤流动与传热过程数值模拟

采用ANSYS CFX10.0商业软件对蓄热式钢包烘烤燃烧、流动、传热耦合过程进行模拟计算,给出钢包内部的气流和温度分布情况,分析了不同空气预热温度对钢包烘烤温度、火焰辐射强度的影响,计算结果表明蓄热式钢包烘烤更有利于提高钢包温度及其均匀性。     

薄带连铸钢包对钢水温度影响因素研究

针对薄带连铸使用的钢包,结合其工序运转情况,建立了钢包及钢水的耦合传热模型。传热模型详细分析了预热、装钢、静置、吹氩及浇铸时钢包内衬温度的变化情况。在该模型中,利用变形几何(移动网格)技术考察了钢水液位下降过程中钢水对内衬传热的变化。此外,钢包吹氩模型中,综合考虑了氩气吸热和吹开表面形成裸露圆时形成的散热情况。在对比参数中,考虑了不同预热温度、转炉出钢温度、吹氩量、浇铸时间下,钢包内钢水及包衬的变化情况。从结果来看,吹氩量对温降的影响显著。     

钢包耐火材料炉衬中温度分布模型

二次处理和浇注用钢包起着多功能反应器的作用,可在钢包中进行钢水均匀化、脱氧、脱硫和合金化。为了提高钢的生产率和产品质量,严格控制钢水温度和钢包炉衬中的温度分布是非常必要的。如果将模型用于钢包过程控制,这些热模型必须很简单。此外,这些热模型还可用来优化钢包处理工作。模型在确定钢包内衬材料的选择和钢包尺寸方面特别重要。国外一项研究开发了一个用于二次处理和浇注用钢包的热模型,该模型可用于预测一个班次期间钢包炉衬的温度场。得到如下结论:(1)在天然气消耗不变的预热期间,垂直烧嘴火焰的长度明显增加,这是底部耐火材料…     

蓄热式钢包烘烤的数值模拟

 为研究高温空气燃烧技术在钢包烘烤过程中的应用效果,优化某钢厂的钢包烘烤制度,利用商业软件FLUENT,采用有限差分方法和速度-压力耦合算法SIMPLE,对钢包烘烤过程的流动、燃烧、传热现象进行数值模拟与优化研究,定量分析了空气预热温度对钢包内温度分布的影响。结果表明,对钢包烘烤器进行技术改造,提高空气预热温度是优化钢包烘烤,节约能源的有效措施,这将对指导现场生产有重要的意义,模拟计算结果与现场工况实测结果基本吻合。     

一九八七年部份钢厂连铸生产采用新工艺

马钢三炼钢钢包快速烘烤装置,使用简单可靠,钢包每分钟平均升温27℃,烘烤15分钟后内衬温度可达850℃以上。烘烤后的钢包,出钢至吹氩前温度损失由未烘烤前平均80～90℃降至50～60℃,减少温度损失25～30℃。上钢三厂全面推广使用整体钢包,强调浇完钢包钢水,减少余钢,铸坯收得率由96％提高到97％。     

降低转炉直接上钢工艺出钢温度的研究

通过理论分析研究了出钢温度的影响因素,结合红钢炼钢厂生产实际情况,从工艺、材料、设备及管理等方面出发,通过采取减少出钢时间、提高出钢口使用寿命、调整合金使用结构与数量、提高合金烘烤温度、提高钢包烘烤温度、提高钢包使用寿命、减少钢包周转个数、实行"低温快铸"等措施,2018年4～12月平均出钢温度为1 654.89℃,同比降低23.22℃,出钢口寿命由131次提高到220次,降低了原材料消耗及生产成本,提升了效益。     

基于传热反问题的钢包热状态跟踪模拟

现代化高效连续炼钢的关键是钢水温度控制,钢包热状态是钢包周转过程中钢水温降的重要影响因素,因而烘烤结束时的钢包热状态至关重要.由于钢包内部温度较高,生产场地布局复杂,电子原件的使用寿命较短等原因,传统的实测法和数值模拟等方法都无法实现包衬内部实时接触式测温.针对上述情况,文章运用有限差分法正向求解包衬温度场,再建立非稳态的钢包传热一维数学模型,采用Fluent软件模拟火焰温度场,用传热反问题研究方法以钢包易测量的包壳温度为已知条件,对包衬温度分布进行数学反演,并通过计算机C#语言对210t钢包烘烤过程进行智能化模拟追踪,编写了烘烤过程的温度场实时监控软件,为钢包调度和编制合理的烘烤制度提供了一个切实可行的新方法.      

钢包包衬侵蚀对内衬温度和钢水温降的影响

为了研究包衬侵蚀对钢水温降的影响规律,通过ANSYS有限元软件以及ParaMesh网格随移技术建立了考虑包衬侵蚀的钢包传热计算模型,研究并分析了包衬侵蚀对包衬及钢水温度的影响规律。结果表明,包衬侵蚀对包衬温度影响较大,在相邻两个修包周期内,包衬侵蚀造成渣线和包壁的包衬内部(工作层与永久层交界处)温差为14～114 K;包衬侵蚀导致包壳外表面温度升高,包壳向外散热增加,与此同时,包衬受侵蚀变薄,蓄热减少,两者同时作用导致包衬侵蚀对钢水温降影响不大,最高不超过1 K,在实际生产中可以适当地忽略钢包侵蚀对钢水温降的影响。     

冶炼过程钢包温度场和钢水温降的研究

采用有限差分法,建立了钢包的传热物理模型和耐火材料层的温度分布模型,研究炼钢过程中钢包包衬温度场分布和钢水温降的影响.结果表明热态空包每多停留1 min,后续钢水温降增加约0.26℃;空包停留1 h后进行1 h的离线烘烤,后续出钢阶段钢水降温约12℃;永久层导热系数越小,永久层的温度梯度会越大,隔热效果会越好,工作层宜...     

钢包钢水温降及其影响因素的模拟

通过有限元方法建立了120 t钢包的传热模型,计算分析了钢包在使用过程中的传热行为,研究了钢包内衬及厚度对钢水温降的影响.结果表明:使用导热系数较低的保温材料,在传统钢包内衬中添加绝热层能显著提高钢包的保温效果,减低钢水温降速率;改变工作衬厚度对钢水温降速率的影响较小.     

CAS-OB喷粉精炼温降预测模型

通过分析喷吹气体、喷吹粉剂、过程化学反应、浸渍罩插入钢水、钢液面裸露以及包衬蓄热等过程对CAS-OB喷粉精炼工艺钢液温降的影响,建立了过程温降预测模型.模型计算结果表明：对喷吹气体加热以及成渣反应导致的钢液温降基本上可以忽略;在喷吹粉剂一定的情况下,钢液面产生裸露眼以及钢包烘烤温度低是引起钢液温降的主要因素.利用模型计算CAS-OB喷粉过程以及IR喷粉过程温降,得出在相同的处理时间内,前者要明显低于后者,这主要是因为CAS-OB喷粉过程将喷枪布置在浸渍罩内,渣面裸露面积小所致.     

连铸用钢包的耐火内衬优化及疲劳寿命预测

摘要：连铸技术对钢包的性能要求越来越高，而传统钢包炉衬构件普遍存在使用寿命短、消耗高等问题。通过研究耐火材料特性，优化内衬结构布置，设计出一种长寿命、超保温的新型钢包，并基于数值模拟技术，对新型钢包与传统钢包在典型工况下的温度与应力进行对比分析。温度场模拟结果表明，新型钢包在保温性能上有较大的提升，钢包壳最高温度较传统钢包降低54℃。同时，应力场结果表明，新型钢包壳的最大应力减小了66.7MPa且整体应力分布更加均匀。最后将温度场和应力场的分析结果反馈到钢包的生产、制造、维护上，并进行实验验证。实验结果表明，新型钢包在保温与长寿等性能方面表现更好，内衬寿命提高了119炉次，达到了钢包设计、制造、维护一体化的效果。     

钢包底温度场和应力场数值模拟

钢包是连铸生产线上的重要设备，其内衬的热应力是影响钢包寿命的主要因素。本文运用有限单元法，对钢包底的温度场和应力场进行了数值模拟。计算结果表明，新包预热后仍处于吸热状态，经数次热循环后才达到“准稳态”；包底工作层应力值在预热完成后，钢水注入瞬时达到最大；包底工作层热面靠近包壁处的应力比靠近中心部位高，可在靠近包壁处增设保温装置降低该处应力。