板坯连铸结晶器内夹杂物运动行为的数值模拟

针对某钢厂板坯连铸结晶器的结构参数,建立了描述结晶器内钢液流动的三维数学模型,用Fluent软件对结晶器内钢液流动行为和夹杂物运动行为进行了模拟,分析了不同颗粒直径,不同颗粒密度,不同颗粒数量及不同加入位置对夹杂物上浮的影响.研究结果表明,夹杂物的轨迹与钢液的流线图相似;夹杂物颗粒数量对去除率影响不大;夹杂物密度为3500kg/m3、直径为400μm时可以完全去除;密度较小且靠近浸入式水口壁面的夹杂物易被除去.     

非球形固态夹杂物穿过钢-渣界面行为研究

为了解释炼钢过程中固态夹杂物比液态夹杂物更易去除的现象,基于分离过程中受力分析,建立了描述八面体和板状夹杂物穿过钢-渣界面行为的数学模型。与传统数学模型相比,本模型考虑了夹杂物周围钢-渣界面变形引起的界面变形阻力。同时,采用该模型研究了各相(钢液、渣和夹杂物)界面张力和顶渣黏度等因素对固态夹杂物穿过钢-渣界面分离行为的影响。结果表明,若忽略固态夹杂物溶解过程,钢液、顶渣和夹杂物体系释放的界面自由能是固态夹杂物穿过钢-渣界面的驱动能,且该动能已足够保证多数固态夹杂物穿过钢-渣界面进入渣层。固态夹杂物溶解过程释放的吉布斯自由能远大于该过程释放的界面自由能,固态夹杂物接触钢-渣界面的瞬间被顶渣吸收去除。     

轴承钢中镁的行为热力学分析

以热力学基本原理和炉渣分子离子共存理论为基础,计算分析了轴承钢中铝脱氧时,镁在钢中的行为,为轴承钢A1Mg合金复合脱氧的可行性进行了理论探讨.计算结果表明,在炼钢温度下,轴承钢钢液的酸溶铝范围内,只要有微量的镁就可以生成镁铝尖晶石夹杂物.实验研究证明,经镁处理后的轴承钢钢液中的夹杂物以尺寸细小的镁铝尖晶石夹杂物和少量的MgO为主,几乎看不到铝酸钙夹杂物.     

漩流中间包夹杂物去除水模实验

为更好地去除钢液中非金属夹杂物,在中间包内安放1个漩流室有利于夹杂物碰撞团聚上浮去除.通过水模实验对漩流中间包中央杂物的去除作了较为详细的模拟,对影响去除率的漩流室直径、高度、入口流量、入口方向和不同的夹杂物颗粒的加入量等凶素作了研究.结果表明,漩流室的引入使得夹杂物的去除率得到了提高,小粒径夹杂的上浮率最大提高了近10%,漩流中间包有利于夹杂物上浮去除.     

酒钢CSP流程SPCC钢夹杂形成机理

对酒钢CSP流程SPCC两个浇次在LF进站、LF中期、LF出站、中包、铸坯和轧制过程分别取钢样,用SEM-EDS分析其夹杂物及成分. 结果表明,在喂铝线后,钢液中很快形成大量形状不规则Al2O3夹杂物,随着精炼进行夹杂物存在两种变性路线：Al2O3-MgO·Al2O3-CaAlMg复合夹杂物和Al2O3-CA6-CA2-CA-低熔点夹杂物. 经过钙处理后大部分夹杂物可较好地变性到低熔点液相区或固液两相共存区. 夹杂物变性越好,则钢液中夹杂物球形化率越高,总量也越小,夹杂物成分对其尺寸也有重要影响. 分析了外层被钙铝酸盐和CaS包裹的双层夹杂物的形成机理,前者由于钢中Ca还原MgO·Al2O3尖晶石中Mg或Al2O3中Al;后者由于在铸坯凝固过程中温度降低及元素S的偏析,造成液芯中S浓度升高,其与Ca在已有的固体夹杂物核心的表面析出CaS. 在轧制过程中,前者变形能力较好,后者的外层CaS易与内部核心分离,甚至产生微裂纹.     

H型钢连铸中间包冶金效果分析与结构优化

以H型钢连铸中间包为研究对象,建立了中间包钢液流动与传热的三维耦合及夹杂物运动的数学模型,利用Fluent软件分别对使用A,B两种稳流器的中间包的流场、温度场及夹杂物的去除进行模拟计算,模拟结果与实测基本一致.对稳流器进行了优化,优化后的稳流器能够更好的满足H型钢生产的要求.     

利用外加电流抑制浸入式水口堵塞的研究进展

钢液中夹杂物在浸入式水口内壁的黏附是导致水口结瘤和堵塞的主要原因,控制钢液中夹杂物向水口壁面的迁移和聚集是抑制水口结瘤和堵塞的重要技术措施.介绍了夹杂物在电流作用下进行迁移的电泳理论,总结了外加电流抑制水口结瘤和堵塞的应用研究,并且分析了其作用机制,同时对未来的研究进行了展望.由于外加电流对控制夹杂物迁移和抑制水口堵塞...     

超纯铁素体不锈钢中含Ti和Nb夹杂物的非水电解分离及其在钢中的析出行为分析

采用非水溶液电解法提取了Ti, Nb稳定化超纯铁素体不锈钢中的夹杂物和析出物,采用场发射扫描电镜观察其形貌,并结合能谱仪分析其成分. 结果表明,高钛型铁素体不锈钢中的夹杂物多为立方结构的碳氮化钛或树枝状的钛氧化物夹杂;Ti,Nb双稳定化铁素体不锈钢中,夹杂物核心由钛氧化物与氮化钛复合而成,棱角上包裹碳氮化铌;高铌型铁素体不锈钢中夹杂物为十字状或树枝状NbC. 利用热力学数据计算了Ti稳定化铁素体不锈钢中复合夹杂物的析出顺序及TiN的析出时机. 计算表明,在1873 K铁素体不锈钢成分条件下TiOx-TiN复合核心中钛氧化物为Ti2O3. 随着温度的降低,Ti, N在钢液中出现偏析富集,在钢液凝固过程中生成TiN,降低钢液中N含量可推迟TiN的析出时机.     

应用DLA模型对钢中夹杂物凝聚过程的三维模拟

应用分形理论的DLA模型,在三维条件下模拟了钢水中夹杂物的自然凝聚行为.结果表明,三维条件下的凝聚过程同样具有不确定性;凝聚体平行于X-Y平面分层切割,各个断面上形状都有很大的区别,电子显微镜下观察到的夹杂物应该与模拟结果类似;单体凝聚模式下,随粒子间距离增加,两粒子的平均凝聚比率都按照乘幂曲线下降:集团凝聚模式下,凝聚体数量随凝聚时间的分布类似于随机理论中F分布曲线,单体粒子的数量在凝聚过程中逐渐减少:无外力条件下出钢脱氧后夹杂物粒子的平均凝聚速度要比TD和LF后期大20倍左右,中间包里小夹杂物自然凝聚成为大夹杂物的可能性不大;由集团凝聚过程可凝聚条件的探讨可知,夹杂物粒子能否凝聚取决于粒子浓度和扩散系数的组合关系,粒子凝聚曲线呈指数形式.     

连铸结晶器内非金属夹杂物运动行为模拟

通过联立求解Navier-Stokes方程和颗粒运动轨迹方程来确定非金属夹杂物在钢液中的上浮速度,对板坯结晶器内夹杂物的运动规律进行了模拟,并用个别实验结果进行了验证. 结果表明: 夹杂物颗粒粒径越大,浮力作用越明显,其下潜深度越小,停留时间缩短,夹杂物上浮的可能性越大. 为保证夹杂物顺利上浮至渣层被去除,在本计算条件下, 连铸机垂直段长度应大于2.5 m.