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。     

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。     

新型钢包整体温度场和应力场三维数值模拟

针对新型300t钢包,采用三维有限元数值模拟的方法研究了包壳的整体温度场分布。重点研究了包壳外表面高度方向、桶体与包底连接环焊缝处的温度分布以及钢包一些辅助结构对包壳温度场的影响,从而掌握钢包包壳温度场的分布规律,为新型钢包的日常维护以及如何延长钢包的使用寿命等方面的工作提供一定的依据。     

钢包内衬结构的优化研究

钢包是冶金生产中的重要设备，其使用寿命的长短直接影响整个企业的正常生产。利用有限元法建立了钢包的温度模型，针对实际的生产工况对钢包结构进行了优化，并分别对钢包的包底和包壁进行优化。结果表明，优化后钢包的应力明显下降，显著地提高了钢包的使用寿命。     

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。     

炼钢厂钢包的传热数模研究

研究钢包热循环过程中各个阶段的传热数学模型,分析钢包装钢、静置传运、吹氩和预热烘烤阶段的钢水传热现象,完成了钢包热循环的数值模拟,为合理制定钢包温度制度提供了一定的依据。     

250/300t钢包包底工作衬热应力模型及应用研究

利用有限元法,建立了钢包的5种包底结构模型,分别计算了其包底结构模型的应力分布,并做了比较,得出第5种方案是最优的模型.然后将第5种方案的模型应用到钢包的实际生产中,现场使用表明钢包的寿命得到了很大的提高,用试验对第5种方案的模型进行了验证.这种方法对钢包寿命的提高是切实可行的.     

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。     

透气砖布置和吹氩流量对钢包内钢液流动行为的影响

针对攀钢200t钢包,采用物理模拟与数值模拟相结合的方式,研究了透气砖布置方式和吹氩流量对钢液流动行为的影响规律。结果表明,当两透气砖呈120°布置在距包底中心0.62R(R为包底半径)处时,钢液的平均流速和平均湍动能大,"死区"范围小,混匀时间短,是合理的透气砖布置方式,其临界吹氩流量为27m3/h;与单透气砖相比,双透气砖喷吹的能量利用率高,"死区"范围小,单透气砖的吹氩流量需控制到45m3/h才能达到与双透气砖吹氩流量为27m3/h时相同的搅拌效果。实践证明,研究得到的透气砖布置方式和吹氩流量能保证熔池的搅拌效果,使转炉钢水经吹氩处理后,钢包不同位置温差小于10℃,Δw[C],Δw[Si],Δw[Mn]小于0.03%;在一定的软吹氩流量条件下,吹氩时间大于等于8min,可以使钢中wT[O]小于25×10-6。研究表明,用离散相模型对钢包底吹氩过程进行数值模拟,可以得到与物理模拟试验和生产实践较为吻合的结果。     

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。     

预热温度对钢包盛钢时的内衬温度及应力影响

为了确定合适的钢包烘烤预热温度,以某钢厂90t整体铝镁浇注料钢包为原型进行数值模拟,利用有限元分析软件ANSYS,采用间接耦合法进行计算,得出了不同烘烤预热温度工况下,钢包盛钢时的内衬温度变化及应力分布。结果表明:提高钢包预热温度可以降低钢包内衬的温升及钢液温降幅度,减小钢包内衬的温度梯度,减少内衬材料受热应力所引起的热震破坏,从而延长钢包使用寿命。综合考虑钢包内衬水分排除、节能及热应力分布等因素,钢包预热温度取1 173~1 273K最佳;钢包底部的烘烤预热温度应提高到1 373K。     

Mathematical Modeling on Erosion Characteristics of Refining Ladle Lining with Application of Purging Plug

According to parameters of the refining ladle with argon bottom blowing, the mathematical model describing the erosion behavior of ladle lining materials was established, the flow process of molten steel and thermal transmission of ladle lining were coupled, and the erosion of ladle lining in the condition of blowing argon at the bottom was researched. It has been found that either single or double blowing is applied, the larger erosion rates are mainly distributed in the slag line and the area of ladle lining near purging plugs, and the erosion is accelerated with the gas flow rate increasing, so the areas with higher erosion rates of the lining should be enhanced to avoid early partial damage. The erosion rate of ladle lining with double blowing is larger and the distribution of erosion is obviously different as the gas flow rate is increasing; serious erosion areas are in the slag line region and the higher erosion areas are concentrated on the slag lining and extended toroidally. And, as the distance between the purging plug and the lining of ladle is shortened, the partial erosion is easy to deteriorate and the refractories in the area with higher erosion rate need specialized selection and design. Meanwhile, the purging plug should be located away from the lining wall under the condition of good blowing effect in order to avoid increasing of the partial erosion and shortening of the lining service life.     

炼钢 精炼 连铸过程钢包热状态测试研究

测试了宝钢炼钢厂炼钢 精炼 连铸过程钢包的热状态;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为平缓,表明从第4个周转开始,包衬温度变化处于一种动态平衡的循环过程。     

Thermomechanical Modelling for Refractory Lining of a Steel Ladle Lifted by Crane

Numerical methods can be applied on metallurgical processes like engineering design of a steel ladle. In this study, the thermomechanical behaviour of refractory lining of a steel ladle which is lifted by a crane was investigated. To simulate this behaviour coupled heat transfer – structural analysis was made by using FEM (Finite‐Elements‐Method). For these calculations a two‐dimensional, an axially symmetrical geometric model and a FE‐model of a steel ladle with wear lining consisting of MgO‐C brick in the slag zone and castable MgO‐Al₂O₃–spinel in the working zone were created. Thermal stresses, hydrostatic pressure, gravity of molten steel and slag and refractory lining were used as boundary conditions. The results gained from the calculations showed that the maximum total displacements were observed at the bottom lining of the ladle.     

钢包内衬膨胀缝对热应力的影响研究

利用有限元法建立了钢包内衬膨胀缝的有限元模型,探讨了膨胀缝对钢包热应力的影响,研究了采用不同膨胀缝的钢包热应力变化,找出了膨胀缝对热应力的影响规律,并得到了较佳的膨胀缝值。     

钢包内衬膨胀缝对热应力的影响研究

利用有限元法建立了钢包内衬膨胀缝的有限元模型,探讨了膨胀缝对钢包热应力的影响,研究了采用不同膨胀缝的钢包热应力变化,找出了膨胀缝对热应力的影响规律,并得到了较佳的膨胀缝值。     

镁质打结料作热兑反应包内衬的试验

介绍了新型镁质不定形打结料作波伦法微铬合金热兑反应包内衬试验情况。包底采用整体捣制 ,包壁下部以弧形镁砖作模进行捣打。结果包衬寿命显著延长 ,平均达到100炉次。并分析讨论了打结料包衬的蚀损情况。     

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.