宝钢一炼钢厂连铸机结晶器浸入式水口吹氩的水模研究

针对宝钢一炼钢厂的结晶器吹氩水口进行了 1∶1水模实验 ,研究了不同板坯宽度、拉速、水口出水口面积、出水口角度、浸入深度和吹气量等条件下结晶器液面波动和流股在窄面的冲击点的变化情况 ,并提供了水口优化设计及操作参数 ,为提高连铸生产率及铸坯质量提供了依据。     

连铸板坯浸入式水口吹氩工艺研究

研究了浸入式水口吹氩对连铸板坯质量影响的问题。进行了实验室物理模拟、现场取样,实施改进条件后单流连铸机稳态与非稳态下现场试验。主要采用的方法为水模试验、低倍检验与金相分析。提出应将水口不堵塞作为吹氩工艺设置的最终目标,而吹氩造成的液面波动等情况可作实际控制时的间接依据。研究表明,为防止堵塞,同样断面条件下应设置为高拉速吹气量小而低拉速大。在保证生产顺行情况下,通过对结晶器吹氩气量的优化设置,可降低铸坯针孔等缺陷的产生。     

连铸板坯浸入式水口吹氩工艺研究

研究了浸入式水口吹氩工艺对铸坯质量的影响。进行了实验室物理模拟,实施了改进浇注条件下单流连铸机稳态与非稳态下的现场试验研究。分析结果表明,目前在连铸板坯浸入式水口吹氩工艺设置上存在一定误区,应将水口不堵塞作为吹氩工艺设置的最终目标,而吹氩造成的液面波动等情况可作为实际控制时的间接参考依据。实际吹氩量标准大断面临界吹氩量可稍大,同样断面条件下,高拉速吹气量设置小而低拉速则吹气量设置大。在保证生产顺行情况下,通过对结晶器吹氩气量的优化设置,可减少铸坯针孔等缺陷的产生。     

高拉速板坯连铸结晶器浸入式水口的水模型研究

利用染料示踪法,采用波高传感器和旋桨式流速仪在全比例水模型中研究了四种浸入式水口(A型:凹型,15°(上角度)-15°(下角度);B型:凸型,15°-15°;C型:凹型,40°-15°,D型:凸型,40°-15°)下板坯连铸结晶器内的流场和液面特征.发现采用凹型水口时结晶器液面的波动与表面流速均小于凸型水口.凹型水口F的表面流速变化的功率(频率为0.03~0.1Hz)比凸型水口小约50%,所以凹型水口更有利于减少结晶器内卷渣的发生.在高拉速条件下(拉速为1.8m·min^-1,较大的水口出口上角度有利于抑制水口出口流股的漩涡流,进而减少剪切卷渣的发生.四种水口中C型水口条件下结晶器液面的表面流速最小,约为0.27m·s^-1,为提高拉速留有较大余地,所以适合高拉速连铸的最佳浸入式水口为C型.     

浸入式水口吸入空气机理及吹氩量控制模型

 连铸过程浸入式水口本身及其与上水口连接处容易吸入空气,导致钢水二次氧化,随之可能造成水口结瘤及断浇,导致严重的连铸事故。通过向水口内部吹入氩气可以防止空气吸入,吹氩量控制不当容易引起铸坯缺陷。基于伯努利原理和质量守恒定律建立了从中间包到结晶器的速度-质量模型,探讨了以上部件吸入空气的机理。首先研究了理想与考虑压损2种情况下水口直径、水口浸入深度、中间包液位、铸坯宽度和拉坯速度对水口入口的钢液横截面积与出口的钢液横截面积之比(A_A/A_P)的影响,然后对水口结构进行了优化,并建立了吹氩量控制模型。结果表明,为防止水口吸入空气,应尽量减小水口直径、降低中间包液位和水口浸入深度的高度差、增大拉坯速度和铸坯断面宽度。其中水口直径提高10%,A_A/A_P从2.15增大至2.62;铸坯宽度和拉坯速度对A_A/A_P影响略低于水口直径,同样提高10%,A_A/A_P均从2.15降低至1.96;中间包液位和浸入深度对A_A/A_P影响最小。基于此研究结果,水口结构优化为符合钢液流束的圆台形,并结合水口内真空区体积确定了吹氩量控制模型,使得水口内始终保持微正压。本研究结果为减小甚至消除水口的空气吸入、控制氩气吹入量提供了理论基础,对高品质钢的生产及节能降耗具有重要意义。     

结晶器保护渣对浸入式水口蚀损的影响

为了阐明浸入式水口在保护渣线周围使用的ＺｒＯ２－石墨质耐火材料的蚀损机理，进行了多种保护渣在感应电炉内的侵蚀试验，结果表明，随着保护渣粘度的降低或「Ｆ－」含量的增高，ＺｒＯ２－石墨质耐火材料蚀损严重，ＺｒＯ２－石墨质耐火材料的 倾向可以用构成保护渣化学发的阴－阳离子引力Ｉ计算的碱度值Ｂｉ解释，通过对试验后试样显微结构的观察，发现保护渣中低粘性组分侵入砖组织，使ＺｒＯ２颗粒细碎化，促进ＺｒＯ２－石墨     

薄板坯连铸机浸入式水口的结构优化

以兰州钢厂薄板坯连铸机为原型,采用信噪比正交实验设计的方法,通过流场显示、波高测量及冲击力测量,研究了高拉速条件下,浸入式水口的出口角度、出口面积和插入深度对结晶器内流场变化的影响及变化规律.试验结果表明:出口面积比为1.3,出口角度向下倾斜5°,浸入深度为280mm,可以满足提高技速后生产的需要.     

板坯连铸机浸入式水口的结构优化

针对 10 5 0mm× 15 0mm断面的结晶器 ,建立了水模型 ,研究浸入式水口结构、拉速、浸入深度等工艺操作参数对结晶器液面波动、流股冲击深度及结晶器钢液面保护渣卷入情况的影响 ,比较不同水口结构参数及操做参数对结晶器内流场的影响 ,从而找出结构参数与工艺参数间配合最佳的工况 ,为水口设计提供理论依据 ,并经优化的水口在实际中应用 ,使安钢第二炼钢厂的板坯退废率由 1.5 0 %降为0 .6 %。     

板坯连铸机浸入式水口结构优化的水模研究

通过水力模型实验,研究了水口结构对南钢板坯连铸机结晶器内钢水流动特性的影响.研究结果表明:使用现有水口结晶器内液面波动大且存在明显裸露并有严重的卷渣现象,适当增加浸入式水口出口面积,在不改变水口其它结构参数和插入深度条件下,能够获得液面波动小,保护渣覆盖良好且没有卷渣的钢水流动特性,不仅能够实现提高拉速的要求,还能提高铸坯质量.     

浸入式水口对超宽板坯结晶器内流场影响

针对超宽板坯连铸生产情况,进行了超宽板坯连铸结晶内钢液的流场分布模拟分析,研究了不同水口倾角、侧孔开口面积、插入深度及拉速等参数条件对结晶器内流场的影响。     

方坯连铸结晶器浸入式水口结构类型的研究

应用流场计算软件PHOENICS及水力模型,模拟了方坯连铸结晶器内钢液的流场和流动分布。在此基础上模拟计算了几种不同形式的水口对流动形态的影响,并用水力模型试验进行了验证。通过数值模拟,为优化结晶器内钢液的流场以及浸入式水口的设计提供了科学依据。     

薄板坯连铸结晶器内浸入式水口优化模拟研究

根据国内某钢厂薄板坯连铸机条件（断面1600mm^2×70mm^2;拉速3．0m／min-6．0m／min）,采用物理模拟和数值模拟的方法对所设计的水口进行实验,对实验所测的液面波动、冲击压力、冲击深度和保护渣覆盖结果进行分析,得出水口参数的影响规律及实验优化结果：认为5号方案的实验效果最为理想。     

连铸浸入式水口水模型研究

为控制结晶器内流场，对浸入式水口的底部和侧孔形状进行了研究，确定了合适的底部及侧孔形状。     

薄板坯连铸用高性能浸入式水口

薄板坯连铸的发展在很大程度上归助于浸入式水口（SEN）及塞棒新结构及新材料的开发。在过去的10年水口塞棒的使用寿命提高了两倍。     

大方坯连铸结晶器浸入式水口结构优化

通过物理模拟实验,测定所设计的系列水口在不同工况条件下,结晶器内液面波动、冲击压力及保护渣覆盖情况,经优化后,找出较佳水口;再应用流场计算软件FLUENT及水力模型,对所选水口进行结晶器内钢液的流场和温度场特性分析,优选出适合大方坯连铸工艺的浸入式水口结构形式,并在生产中得到了验证.     

宽板坯连铸结晶器浸入式水口结构优化的研究

针对宽板坯连铸生产现状,采用商业软件PHOENICS对其建立三维数值模型,模拟宽板坯连铸结晶内钢液的流场分布.研究了不同水口倾角、插入深度及拉速等参数条件对结晶器内流场的影响,得出了适用于宽规格结晶器合理的浸入式水口.这为优化宽板坯结晶器内钢液的流场及浸入式水口结构及确定合理的工艺参数提供了科学依据.     

连铸板坯结晶器浸入式水口试验研究

结合某厂两种断面的结晶器内腔尺寸,采用１：０．６水模型研究方法,系统地研究了浸入式水口结构参数,吹气量、拉速等工艺操作参数同结晶器液面波动、流股对结晶器窄面的冲击力及涡心高度之间的关系,得出了适用于两种断面的合理的凹型浸入式水口,并利用水模拟实验和工厂试验进行了对比研究,结果表明,应用凹型浸入水口取得了良好的效果。     

浸入式水口倾角对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响

浸入式水口出口角度影响射流的动能损失,进而影响结晶器内的流动行为.建立了比例为1 ∶ 4的水模型,在模型拉速为0.425 m/min、水口浸入深度为40 mm的条件下,借助粒子图像测速技术研究了浸入式水口出口倾角为0°和+5°对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响.结果表明,0°和+5°水口条件下,射流在模型内的流动方式有很...     

宽板坯结晶器浸入式水口结构优化的数值模拟

以某钢厂宽板坯连铸结晶器为研究对象,利用商业软件PHOENICS建立一个三维有限差分模型,模拟宽板坯连铸结晶器内钢液的流动分布.通过分析水口底型、倾角、插入深度等工艺参数对钢液面波动、流股对结晶器窄面的冲击力及涡心高度的影响,得出适用于宽规格结晶器的合理的浸入式水口.通过研究,为优化宽板坯结晶器内钢液的流场及浸入式水口的设计提供了科学依据.