钢包透气砖服役过程中应力分布研究

利用Ansys有限元分析软件对钢包透气砖服役过程中的应力分布进行了研究。结果表明:透气砖在服役过程中,吹氩阶段所受热应力最大,在吹氩结束的瞬间达到最大值,此时透气砖工作面主要受径向和周向的压应力,透气砖内部主要受径向、周向和轴向的拉应力;透气砖损毁主要出现在两个部位,一是工作面狭缝周围由于压应力大易产生裂纹或者剥落,二是在距透气砖工作面74 mm的位置由于拉应力大易发生横断损毁。     

钢包透气砖在精炼条件下的应力场分布研究

利用ANSYS有限元分析软件对钢包透气砖在精炼奈件下(不同吹氩压力、精炼温度)的应力场分布进行了计算研究.结果认为,铝镁质透气材料结构应力与其热膨胀系数成正比变化;透气砖工作面狭缝尖端处应力最大,是其非工作底面的6.62倍,并且从非工作底面到工作面狭缝尖端应力增加最快;吹氩压力对透气材料应力的影响可忽略不计;精炼温度提高50℃,工作面狭缝各部位应力相应增加1%～2%.     

狭缝对透气砖热应力影响的模拟研究

对透气砖吹氩时热应力模拟计算,探索狭缝对透气砖热应力影响,寻求合理的狭缝布置提高透气砖使用寿命.首先,在保持固定的狭缝尺寸与位置的前提下建立径向与切向两种狭缝布置形式钢包透气砖物理模型,然后设置合适的边界条件,计算在吹氩时两种模型整体应力及轴向不同位置路径热应力分布.研究发现:两种狭缝形式的透气砖在工作面附近都有明显应力梯度;狭缝径向布置与切向布置时轴中心区域在相同路径上应力最大值比较,前者是后者的3到6倍;切向狭缝截面中心呈现较低应力,狭缝至截面边缘的区域应力较高,而狭缝径向布置时截面上狭缝之间的位置呈现出一个应力较高的环形区域.     

透气元件气道结构和材质对热应力的影响

为了降低透气元件热应力,以狭缝型透气元件为分析对象,采用ANSYS分析了吹氩结束时狭缝宽度、狭缝厚度、内外圈狭缝距中心距离、材质热导率、弹性模量、热膨胀系数对透气元件中心轴线及狭缝最大热应力的影响。结果表明:狭缝宽度和厚度增加,透气元件狭缝处最大热应力降低;狭缝与透气元件顶面中心的距离对狭缝热应力影响很小,对透气元件中心轴线上的热应力有一定影响;提高透气元件材料热导率,降低材料弹性模量或者热膨胀系数,均可降低透气元件的最大热应力。     

吹氩期间狭缝数量和尺寸对透气砖热梯度应力的影响

为提高透气砖的使用寿命,对其因吹氩而产生的热梯度应力场进行了模拟分析,以确定狭缝的合理尺寸及数量.首先根据研究目的和透气砖工作特点,在适当简化其结构和边界条件的基础上,建立了它的二维平面应变有限元模型.然后在保持透气砖尺寸和狭缝分布形式一定的前提下,研究了狭缝尺寸和数量变化对透气砖热梯度应力场的影响.研究结果表明:(1)热梯度应力仅在狭缝附近有剧烈变化,且狭缝尺寸及数量变化对最大拉应力影响不大;(2)狭缝越长,透气砖的整体热应力越大;(3)狭缝宽度变化对透气砖整体热应力分布影响不大;(4)对于本次分析来讲,狭缝最佳条数为20条.     

狭缝型透气砖在30tVOD钢包上的应用

狭缝型透气砖在３０ｔＶＯＤ钢包上的应用以往，３０ｔＶＯＤ精炼钢包均采用国产镁质、刚玉质等弥散型透气砖，使用寿命为两次，累计吹氩时间为１６０～２００ｍｉｎ。１９９３年，我厂从德国引进刚玉质狭缝型透气砖及配套砖和不定形材料，使用寿命最高可达１０次，累计吹...     

钢包底吹氩去除钢中夹杂物的数值模拟

采用数值模拟方法,研究了某钢厂60 t钢包透气砖狭缝长度和条数及吹氩流量和时间对夹杂物去除的影响.结果表明,不同长度的狭缝都存在利于夹杂物去除的临界吹氩流量,狭缝长度从10 mm增到30 mm,临界吹氩流量由125 L/min增至225 L/min,夹杂物去除率由65%增至76%;夹杂物去除主要发生在前12 min,狭缝数为16条时,夹杂物去除率最大;其他条件一定时,吹氩量过大反而不利于夹杂物去除.工业实践表明,数学模型能很好地模拟钢中夹杂物的去除.     

新型弥散式透气砖的性能及应用

为了提高精炼钢包底吹氩透气砖的使用寿命、底吹效果和安全可靠性,研制了一种采用透气内芯与致密高强材料组合的新型弥散式透气砖。通过其在150 t钢包中的使用情况表明,与目前使用的狭缝式透气砖相比,研制的新型弥散式透气砖有以下优势:1)透气性稳定,可有效防止钢水渗钢;2)在浇钢结束后不进行吹扫或者间歇式吹扫就能达到透气要求,显著降低了工人的劳动强度,同时也降低了部分能耗;3)使用寿命明显提高,而且提高了透气砖使用安全系数。     

钢包底吹氩砖的断裂机制及整改措施

钢包底吹氩是保证钢水稳定浇注的重要控制环节,它直接影响着生产的正常运行及铸坯的内部质量。其主要作用是均匀钢水成分及温度,促使夹杂物上浮,保证内部质量合格率。济钢集团有限公司宽厚板厂近期钢包底吹效果差,主要表现为砖体不透气或在其他位置透气,即砖体断裂,现已影响到生产的顺利进行。因此,探讨分析钢水底吹氩砖断裂的机制,并制定整改措施,具有十分重要的意义。0*1钢包的工艺条件及吹氩工艺     

120t精炼钢包底吹氩物理模拟

以120t精炼钢包为原型,利用相似原理建立了钢包的物理模拟系统,模拟钢包底吹氩工艺.通过测定不同的底吹条件对钢包混匀时间的影响,确定120t钢包底部透气砖位置和底吹工艺.研究发现,采用5#,6#位置的单透气砖或1#5#,2#6#位置的双透气砖进行钢包底吹氩,均有利于缩短钢包的混匀时间.底吹气量小于0.30Nm3/h时,最佳位置的6#单透气砖的混匀时间比最佳位置的2#6#双透气砖的短,而底吹气量大于0.30Nm3/h后,这两个位置的单透气砖和双透气砖的混匀时间很接近.喷吹夹角小的双透气砖比夹角大的双透气砖搅拌钢液的效果好,靠近钢包壁布置透气砖不利于底吹气体搅拌钢液.对于2#6#双透气砖供气,在D1方向的A,B,C3个位置喂线有利于获得短的混匀时间.     

提高精炼钢包吹成率的措施

钢包底吹氩是炉外精炼工艺的关键 ,底吹透气砖是这一工艺最为关键的功能元件。底吹透气砖使用寿命及吹成率对品种钢的质量、生产节奏的安排及生产成本等都有直接影响 ,因此其使用寿命和吹成率是重要的考核参数。而透气砖的使用寿命和吹成率与透气砖本身的材质、气道结构、使用维护及冶炼钢种 ,钢包中钢水高度 ,炼钢工艺要求的钢水温度 ,吹氩压力、流量等因素有直接关系 ,为了提高其寿命和吹成率 ,底吹透气砖必须具备良好的抗侵蚀性、抗热震性及高强度、操作稳定、透气性好、安全可靠等特点。要提高精炼钢包的吹成率 ,需分析影响底吹透气砖的…     

狭缝式刚玉质透气砖的性能研究

正近年来,LF、VOD炉底吹氩工艺多采用狭缝式透气砖,日本TYK公司的技术人员研究了狭缝宽度、长度以及材质对透气砖抗钢液浸润性的影响。选用质量分数分别为75%的刚玉骨料、18%的Al2O3微粉、7%的铝酸钙水泥制备了刚玉质透气砖。钢液浸润试验采用回转抗渣法。其试验条件和试验结果如下:(1)固定狭缝长度为15 mm,宽度分别为0.13、0.2、0.3、     

100t钢包底吹氩工艺优化研究

针对涟钢100t钢包底吹氩搅拌过程中钢液喷溅所造成的钢液二次氧化以及对渣线砖区域包壁腐蚀严重的现象,在实验室以1:3建立钢包水模型进行模拟研究,考察其底吹透气元件的个数及布置方式、吹氩流量对搅拌效果和侧壁冲刷的影响.结果表明,透气元件越靠近包壁,搅拌效果越好,但对包壁冲刷越严重.在相同喷吹位置的情况下,采用双透气元件吹氩可以有效的减小钢液对包壁的冲刷,且搅拌效果也优于单透气元件.     

用后钢包透气砖显微结构分析

对60 t LF VD精炼钢包用刚玉-尖晶石透气砖和45 t LF精炼钢包用铬刚玉-尖晶石透气砖用后残砖进行了显微结构分析。结果表明:LF精炼工艺用透气砖狭缝及裂纹有明显的渣侵蚀和渗透,LF VD精炼工艺用透气砖狭缝和裂纹有钢液渗透。在周期性操作过程中,狭缝口部的扩大和热震造成的裂纹会使钢液或渣液的渗透侵蚀作用加剧并导致剥落现象的发生。透气砖狭缝堵塞直接影响吹通率和使用寿命,所以,要优化狭缝尺寸,提高材料的抗热震性。     

ρ-Al2O3结合铝镁铬质透气砖的研制与应用

着对钢水洁净度要求的提高 ,钢包精炼得到了普及 ,钢包底吹氩气透气砖被日益广泛地应用于精炼工艺上。吹氩具有均化钢水 ,使夹杂物上浮 ,提高钢水质量的作用 ,透气砖作为钢包底吹供气元件起着非常重要的作用。本研究研制出了具有合理狭缝结构的烧成无水泥铝镁铬质透气砖 ,并在 2 5t转炉钢包和 45tLF精炼钢包上进行了批量使用 ,证明其使用效果良好。1　设计思路本实验以铝镁尖晶石体系为出发点进行设计。由于使用铝酸钙水泥为结合剂会导致高温下生成尖晶石和六铝酸钙 ,产生的体积效应使透气砖的尺寸难于控制 ,烧成废品率高 ,使用中也会出现…     

美国和神户钢铁公司钢包用透气砖的改进

本文中论述了美国和神户钢铁公司钢包上所用透气砖的改进过程。为提高透气砖的使用寿命做了大量工作,使吹氩搅拌的操作性能得到改进,从而降低了透气砖的蚀损率和钢包的成本。这是通过改进钢包底,提高透气砖耐火材料质量,改变透气砖类型和采用不同的操作方法而实现的。 在1990年,美国钢铁公司和神户钢铁公司的钢包上主要使用的是环形透气砖。由于在方坯连铸机上交替生产较大量的“6×6”方坯和     

环形狭缝式透气砖的研制与应用

以板状刚玉为主要原料,纯铝酸钙水泥为结合剂,研究了尖晶石细粉、活性Al2O3微粉、Cr2O3微粉对透气砖性能的影响,并研究了不同材质,狭缝形式、狭缝长度和狭缝厚度对钢水渗入狭缝的影响。结果表明:适量的活性Al2O3微粉可提高透气砖浇注料的流动性和体积密度;尖晶石可显著改善试样的抗热震性能,但加入量过大会影响材料的高温体积稳定性,并恶化抗渣性能;Cr2O3微粉对材料的流动性和抗热震性能影响不显著,但可提高其抗渣性能。透气砖材质、狭缝形式和狭缝长度对狭缝渗钢的影响不明显,但狭缝厚度会显著影响钢水在狭缝中的渗透行为。与条形缝相比,环形缝可改善透气砖的透气性能,提高透气砖的使用寿命,吹通率达到了100%。     

供气元件在炼钢工艺中的应用

对炼钢生产的整个过程中使用的供气元件进行了全面介绍。由于使用条件不同 ,各工艺使用的供气元件的种类、结构、材质等也呈现不同的特点 :目前转炉底吹用透气砖多为镁炭质高压成型分段组合式透气砖 ,以满足高寿命要求 ;电炉底吹系统存在直接搅拌与间接搅拌两种形式 ;供气元件在钢包中的应用最广泛 ,为铬刚玉质和刚玉 -尖晶石质及非氧化物结合刚玉质狭缝型或芯板组装式透气砖。此外 ,供气元件在中间包、鱼雷罐车及连铸水口上的应用也日趋广泛 ,并将随着钢铁工业技术的进步得到更广泛的应用     

新型长寿命刚玉质吹氩喷枪的研制与应用

为了均匀钢液成分 ,改善钢液质量 ,出炉钢液上连铸平台之前需进行吹氩处理。钢包容量越大 ,吹氩工序越重要 ,要求也越高。涟钢三炼钢 90t转炉投产以后 ,钢包容量是原 2 8t包的 4倍 ,吹氩工序尤为重要。新的钢包吹氩站设有顶吹和底吹两套系统 ,通常首选底吹氩 ,当包底透气砖堵塞吹不进氩气时 ,以顶吹补充 ,确保每炉必吹无误。喷枪是顶吹氩的主体工具 ,主要由金属管和耐火衬体组成 ,其价格和使用寿命决定了顶吹氩成本的高低。原用氩枪的平均寿命 5 0～ 60min ,即 10次左右 ,吨钢成本约 4元 (只计顶吹氩钢液的产量 )。为了提高氩枪的使用寿命 ,…     

精炼条件对狭缝式透气砖使用效果的影响

对狭缝式透气砖在大型精炼钢包中的损毁原因进行了分析,热应力和强大的冲刷磨损作用是两个主要因素.对狭缝式透气砖使用中影响其透气性能的各种因素加以分析后认为,除了透气砖本身狭缝的尺寸、钢水温度、钢水种类外,操作过程和使用中受保护的程度也是影响透气性能的重要因素.