钢包底吹去除夹杂物的水力学模型

采用水力学模型方法对40t钢包单底吹去除钢水中夹杂物的行为进行了研究,分析了元件类型、渣层厚度、位置和流量等对夹杂物去除的影响规律。结果表明:在钢包底吹过程中钢水内夹杂物的去除率方面,弥散式透气砖均优于狭缝式底吹元件;底吹位置越靠近钢包中心时,去除夹杂物的效果越佳;在实验条件下渣层越厚,夹杂物去除率越高;底吹氩去除夹杂物存在一个最佳流量值。     

使用圆孔透气塞的钢包内流场及其渣眼行为研究

由于圆孔取代矩形狭缝后,可以有效地缓解透气塞狭缝孔周应力集中和延长其使用寿命,因而研究其精炼过程显得十分必要。文中采用离散相模型与VOF模型对钢包吹氩过程进行了研究,对比分析了不同流量下使用圆孔狭缝式透气塞的钢包内的流场和渣眼面积,并采用水模试验方法验证了数值模拟。结果表明:底吹气体流量对钢包的流场特征影响不大,当流量高于3.76 L/min时,流量的增大对钢液的流速影响不大,当底吹流量低于3.76 L/min时,流量增大,钢液流速增大;而且水模试验中的渣眼面积与数值模拟得到的渣眼面积吻合较好。     

LF钢包流场数值模拟及应用

应用Fluent软件对某钢厂80t精炼钢包流场进行数值模拟,分析了不同透气砖布置和不同氩气流量对钢包流场及钢液混匀效果的影响。结果表明,底吹氩钢包透气砖采用0．5R-0．67R-60°的布置方式可以减少卷渣,减少混匀时间。应用表明,改造后的钢包缩短钢液混匀时间10s,软吹10min后夹杂物总量减少1800个（50个视场）,明显提高了精炼效果。     

钢包水模型波动性卷渣和混匀的模拟分析

按几何比为1∶3制作180 t钢包的物理模型,进行水模型实验,透气砖夹角120°、位于0.5 R处,模型的渣层厚度为40 mm,根据钢包混匀的RTD曲线,相同气流量,液面中心处钢液的混匀效果优于两进气孔连线的中心处。卷渣是波动性存在的,通过波高传感器,发现波高越低时渣眼越小,波高较低时更有利于发生卷渣。利用Image-Pro Plus 6.0定量化渣眼大小,较为准确直观地反映钢液的裸露面积,给出了不同气流量下的卷渣深度。     

210t钢包底吹气过程传输现象的水模型研究

通过建立1∶5水模型对某厂210 t钢包底吹过程流场、混匀时间和渣眼分布进行了研究，讨论对比了不同钢包底部吹气流量、吹气位置和吹气孔夹角的影响。结果表明，吹气孔径向位置越靠近壁面，钢包内流体流动速度越大。混匀时间整体上随着吹气流量的增大而减小，并且在小吹气流量情况下混匀时间下降幅度较大，而在大吹气流量情况下混匀时间下降幅度较小；吹气孔间夹角不变时，混匀时间随着吹气位置离钢包中心的距离增加而减小；大吹气流量下吹气孔间的夹角的变化对钢包内流体混匀时间影响较小；通过不同吹气孔径向位置及夹角流场PIV测量及混匀时间试验得出的最佳吹气分布位置为(0.80R,0.80R,110°)。相较于吹气孔位置的影响，吹气流量是决定渣眼面积大小的关键因素。渣眼面积随着吹气流量的增大而增大，但当吹气流量大于12.6 L/min后，渣眼面积的变化趋于平缓。     

40t钢包底吹优化物理模拟研究

通过建立相似比为1∶3钢包物理模型及与原型相同孔隙率的透气砖模型,研究不锈钢偏心吹氩工艺;对钢液混匀时间、钢液面流速及渣眼等软吹工艺参数进行优化。试验结果表明,钢液混匀底吹气量在103.1 L/h(现场流量2.1 m3/h)以上时,混匀时间比达到50%以上。钢液表面流速表明在液面隆起边缘处(渣眼边缘)容易发生卷渣。渣眼直径受到吹气孔位置影响,底吹气孔越靠近钢包包壁,渣眼直径越小。距圆心1/2R及2/3R处进行软吹搅拌,可保证渣眼面积比分别小于12.4%及10.5%。优化后的钢包流场可以有效减少静吹氩过程中产生的二次氧化现象。     

40t钢包单透气砖底搅拌流场研究

通过计算机数值模拟与水模拟实验模拟钢包底搅拌情况,研究单吹氩钢包的不同吹气流量、不同吹气位置(0R、0.56R、0.62R、0.67R)与钢包混匀时间、渣眼的相互关系,以达到提升氩气搅拌效率的目的。研究表明,钢包混匀时间随透气砖偏心距的增加而减小,当透气砖位于0.62R~0.67R时,搅拌效果最优;当氩气流量由70 L/h增加至130 L/h时,混匀时间随吹气量的增加而明显减小,当流量超过130 L/h时搅拌效果趋于平稳,对混匀时间影响不大;渣眼面积随偏心距的增加而增大,在喷嘴位置靠近壁面时较大;壁面剪切力随偏心距的增加逐渐向靠近喷嘴一侧壁面的上方集中(即对壁面冲刷最严重的位置),平均壁面剪切力随偏心距的增加呈指数形式增大。     

80t LF钢包底吹氩混匀时间的影响因素及分析

以莱钢80 t LF精炼钢包为基础,通过物理模拟,研究了物料加入位置、渣层厚度、电极电弧等对钢水混匀时间的影响,结果表明,物料加入位置应为透气砖正上方处时混匀时间最短;渣层越厚,混匀时间越长,根据现有渣量,确定单孔软吹流量为15 L/min,硬吹流量为90 L/min;电极电弧能增加精炼钢包的混匀时间。     

差流量吹氩模式对150 t钢包混匀与顶渣行为的影响

 针对钢包传统的双孔等流量底吹氩模式在流量较大时造成的流股相互碰撞、搅拌能耗散大、钢包卷渣和钢水二次氧化倾向大的问题,提出一种双孔差流量搅拌模式,并以150 t工业钢包为原型,采用1∶3物理模型研究了两个吹氩孔分布、吹氩流量和渣层厚度对新底吹模式下钢水混匀时间与顶部渣眼面积的影响。结果表明,与传统等流量吹氩模式相比,双孔差流量搅拌钢包混匀时间和渣眼面积普遍有所减小。其中,两个底吹透气砖在包底0.6R(钢包底部半径)处、夹角为180°时,可获得较短的混匀时间和较小的渣眼,且两个渣眼出现在钢包液面两侧,避免了常见的渣层偏聚不均匀现象。研究结果为工业实践中采用新型双孔差流量搅拌模式改善钢包冶金效果、更好地抑制钢水二次氧化提供了依据。     

提高钢包在线底吹率的实践

通过测定钢包底吹砖压力——流量特性曲线,对底吹残砖狭缝渗钢、钢包包底积钢、积渣进行分析,找出了影响55t钢包在线底吹率低的原因。通过调节透气砖狭缝厚度、增加狭缝个数,改善了透气砖的性能。采用捣打式包底代替浇铸式包底、加强新包底的烘烤、在底吹管道上安装逆止阀等措施,钢包在线底吹率由90%提高到96%。     

大型高炉风口供风特性数值模拟研究

为优化大型高炉送风系统的供风特性,以某4000m3高炉的送风系统为研究对象,采用CFD数值模拟方法分析了风口布局、风口直径和总供风量对高炉送风管路内部及风口处压强和风速的影响规律.结果表明,大型高炉的最大风口速度一般位于距离热风总管最近的2个支管处,整体风量分布不均匀;在堵住上述2处风口后,剩余风口风量的分布均匀性有所...     

Q500q钢的连续冷却转变行为及生产试制

利用热模拟实验机Gleeble-2000,对Q500q钢连续冷却转变行为以及在650～300℃温度区间的相变行为进行了研究及生产试制.结果表明:当冷速为1～4℃/s时,试验钢的微观组织由铁素体和珠光体组成.当冷速增至4～16℃/s时,发生贝氏体相变;随着冷却速度的增加,贝氏体组织更为细化且体积分数增加.当冷却速度大于4℃/s后,试验钢在650～300℃冷却速度减半时,贝氏体相变的终了温度升高,贝氏体相变区间缩小,与连续冷却转变相比组织差距不大.采用两种不同的冷却方式生产试制后,两组试验钢的力学性能和金相显微组织一致,说明650℃以下可以采用缓冷坑堆冷的方式来提高钢板的探伤合格率.     

钢铁厂循环水对Q235管道腐蚀的研究

采用挂片腐蚀实验,通过表征不同腐蚀时间的表面形貌和腐蚀产物的组成,探究了Q235管道在循环水中的腐蚀机理.通过测试极化曲线及电化学阻抗谱,得到了循环水中氯离子和添加药剂等因素对Q235钢的腐蚀电流和腐蚀电位,以及对电化学传荷阻抗的影响;并且结合挂片实验,研究了循环水中氯离子、pH值和添加药剂等因素对Q235钢的平均腐蚀率、腐蚀产物组成、形貌和腐蚀特征的影响.结果表明:当控制Cl^-浓度小于100 mg/L,pH值不低于8. 5,以及添加缓蚀剂(2 mg/L)可以有效控制Q235的腐蚀速率.     

科研经费管理创新的探索与实践

随着武钢科研管理改革的不断深入,对科研经费管理提出了更高的要求,本文着重介绍了武钢技术中心科研经费管理创新的实践.     

先进高强度汽车用钢的多维度协同设计与调控

阐述了先进高强度汽车用钢的概念,介绍了其发展及应用情况。提出了汽车用钢多维度设计理念,包括热处理过程中的多尺度设计和具有良好成形性的汽车用钢设计。指出汽车轻量化设计不应仅局限于获得理想的力学性能,要进行多维度的协同设计,并通过智能化微观组织调控来定制及满足差异化的要求。     

森吉米尔轧机制动时主传动整流器过流故障分析

武钢有限硅钢部某20辊森吉米尔轧机在2016年HiB化改造后,高速轧制断带后机组制动停车过程中,易发生主传动系统整流器交流侧过电流故障。文中介绍了该机组主传动系统组成及轧机断带制动停机控制策略,从能量可回馈型整流器原理入手,通过对制动过程易发生过电流原因分析,找到了故障产生的原因并加以解决。     

含铜镍尾矿重金属溶出特性试验研究

本研究以位于我国东北典型铜镍矿区为研究对象,对其进行尾矿重金属溶出特性分析,通过静态浸出实验研究尾矿粒径和固液比对尾矿中镍(Ni)释放浓度及溶液pH的影响;并研究模拟酸雨条件下尾矿中Ni和铜(Cu)的溶解释放规律;此外,也分析了微生物对尾矿中重金属的溶出特性的影响.结果表明:在初始pH=7. 0的浸出液中,尾矿中的Ni在第1天就释放得较为完全,其质量浓度达到0. 85～1. 73 mg/L。减小尾矿粒径会增加Ni释放量,固液比过高会减小Ni的浸出;模拟酸雨(pH=4. 0和6. 0)条件下,淋溶液pH值相对较稳定,说明尾矿的缓冲能力较强,低pH条件利于Ni和Cu的溶出.静态浸出和动态淋溶实验初期,Ni的质量浓度基本高于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的Ni排放限值(1. 0 mg/L),说明铜镍尾矿具有污染水环境的风险.微生物溶出试验结果表明:35 d后Ni和Cu浸出率达到了38. 4%和32. 7%,较酸浸条件下分别提高了74. 5%和28. 7%,说明微生物作用会加剧重金属Ni和Cu的释放,从而增加其环境风险.     

铁水温度对炭砖坩埚动态侵蚀的影响研究

在实验室条件下,考察了不同铁水温度下、炭砖和焦炭同时作为渗碳碳源时,炭砖的侵蚀速率和焦炭的溶解速率及炭砖微观结构的变化。结果表明:在实验范围内,随着铁水温度升高,炭砖侵蚀速率和焦炭溶解速率加快,且焦炭的溶解速率远大于炭砖坩埚的侵蚀速率,说明铁液更易与焦炭发生渗碳反应;侵蚀后的炭砖分层明显,并且有清晰的铁液渗透通道。由此得出,在高炉实际生产中,添加渗碳性能好的焦炭以及定期更新炉缸内死料柱可在一定程度上缓解铁液对炉缸炭砖的侵蚀,从而实现高炉长寿。     

预变形和烘烤对超高强度冷轧钢板二次变形特性的影响

以两种强度均在980MPa以上的超高强钢为研究对象,研究预变形和烘烤对不同马氏体含量钢的力学行为和断裂方式的影响。结果表明,随着预应变量的增加,两种试验用钢的烘烤硬化值均先增加,当达到最高点后又发生转折、下降;弯曲—烘烤—二次弯曲试验表明,在较大的预变形条件下,二次弯曲性能下降;超高强钢经较大的预变形和烘烤后,屈强比大大提高,延伸率明显下降;断口分析发现,在预应变量不同的情况下,烘烤后的拉伸断口明显不同,较大的预应变量对应的断口韧窝较浅,局部解理微区较多,尺寸也相对较大。     

生产煤系针状焦副产品沥青的应用研究

为了使生产煤系针状焦的副产品沥青得到有效应用,对副产品沥青部分替代中温沥青生产改质沥青进行了反应釜试验研究,以确定改质沥青生产的混配比例和最佳工艺参数,并对应用前景进行了分析。结果表明,应用副产品沥青部分替代中温沥青生产改质沥青是可行的,且得到的改质沥青能够达到行业标准一级品的要求,降低了生产成本,减少了中温沥青用量,提高了软沥青产量。