GCrl5轴承钢精炼渣对夹杂物祛除行为的研究

通过建立的夹杂物穿越钢渣界面运动模型,研究了精炼渣对夹杂物的吸附现象。结果表明,夹杂物 粒径、表面张力和熔渣粘度是影响夹杂物冲破钢渣界面的重要参数,大型夹杂物中粒径和熔渣粘度起决定作用,而 ≤ 20㎛ 级别的小型夹杂物中仅表面张力起决定作用;大型夹杂物冲破钢渣界面的能力远大于小型夹杂物。针对 小型夹杂物难以吸附的问题,运用了夹杂物运动模型和熔渣、钢液表面张力模型,研究了表面张力对吸附过程的影 响。结果表明,直径≤ 122.9 ㎛尺寸的夹杂物均无法穿越钢渣界面,回弹至钢液一侧,由此得出：无法通过调整精 炼渣用以吸附≤ 122.9 ㎛夹杂物以达到进一步降低钢中氧含量的目的。     

吹入气体对连铸结晶器流体流动的影响

用数学物理模型的方法研究从水口上部吹氩管吹入不同量气体的结晶器流场的变化。对１∶１水模型的流场进行了照相，照片显示的流场与计算所得流场基本吻合。     

板坯连铸机二次冷却配水研究

阐述了二次冷却的基本原理、生产应用情况及二次冷却强度的选择，对山西新临钢钢铁有限公司板坯连铸机二次冷却配水配气改造情况作了说明。     

亚包晶钢板坯连铸保护渣凝固结晶行为的研究

对≤1.3 m/min常规拉速(TCaO/SiO₂=1.19)和≥1.5 m/min高拉速(TCaO/SiO₂=1.40)0.07～0.10C亚包晶钢板坯用两种保护渣(%:2.54～3.0Al₂O₃、7.34～8.35Na₂O、8.83～8.87F、0.79～3.00Li₂O)降温凝固过程中结晶特性以及结晶对熔渣粘度的影响进行了研究,得出高拉速保护渣在凝固之前有明显的结晶行为,结晶矿相主要为枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF₂);常规拉速保护渣在凝固温度以上时,没有明显的结晶现象。与常规拉速保护渣相比,高拉速保护渣完全凝固后晶粒粗大,组织中有大量空隙,有利于增加渣膜热阻,减缓结晶器传热。TCaO/SiO₂=1.40保护渣在结晶温度以上时,具有较低的粘度,有利于结晶器润滑;结晶温度以下时,粘度迅速增加,有利于增加固渣膜厚度,减缓结晶器传热。     

弹簧钢60Si2Mn大方坯凝固组织的数值模拟

运用ProCAST软件的CAFE模块对60Si2Mn弹簧钢325 mm×280 mm连铸坯的凝固组织进行模拟,研究了钢水过热度和二冷强度对铸坯凝固组织的影响。结果表明,浇钢过热度从10℃增大到30℃后,铸坯晶粒密度从1.055×10⁶m-2减小到1.520×10⁵m^-2,柱状晶显著发达;浇钢过热度同为20℃时,二冷区采用强冷后,晶粒密度从1.009×10⁶m^-2增加到1.083×10⁶m^-2,等轴晶率增大5%。     

夹杂物在钢液凝固前沿行为的原位动态观察

通过激光扫描共焦显微镜原位动态观察了304奥氏体不锈钢液凝固过程中,钢中氧化铝夹杂被凝固前沿推动/捕捉,最后分布于奥氏体晶界/晶内的情况.在实验中发现,当冷却速率为5 K/s时,直径为7 μm的夹杂物和直径为10 μm的夹杂物被凝固前沿捕捉进入奥氏体晶粒内部.当冷却速率为0.5 K/s时,直径为5 μm的夹杂物被凝固前沿推动,凝固结束时位于奥氏体晶界.最后通过SAS Ⅱ模型,计算了不同冷却速率下夹杂物被凝固前沿推动/捕捉的临界半径,计算结果与观察到的结果吻合较好,说明根据力学平衡原理建立的SAS Ⅱ模型也可以很好地预测钢液凝固过程中夹杂物被凝固前沿推动/捕捉的临界半径.     

宽板坯连铸结晶器内氩气分布的水模型

 针对塞棒、上水口吹氩时,吹入的氩气有多少进入到结晶器钢水内和氩气在结晶器断面上如何分布的问题,采用1：1水模型,重点研究了吹气量、吹气方式、拉速、浸入式水口倾角等工艺参数对不同宽度结晶器内气体分布状况的影响。结果表明,吹气量和吹气方式对结晶器内气体分布几乎没有影响,而拉速和水口倾角基本上就决定了宽度方向上的气体分布状况。小的结晶器断面宽度、小的水口倾角、高拉速时窄面附近含气比例更高,氩气泡更易被凝固坯壳所捕捉而使铸坯产生气泡缺陷。     

中板表面微裂纹缺陷研究

通过金相观察、扫描电镜和XEDS分析,对低合金钢连铸板坯轧制中板出现的表面微裂纹进行研究,发现裂纹附近存在Cu和As元素,裂纹沿晶界延伸,确定钢中的Cu、As和Sn等元素在γ晶界偏聚和选择氧化在钢基体和氧化铁层间形成含Cu、As和Sn的富集相,钢的塑性恶化是导致中板表面微裂纹的主要原因.分析了Cu、As 和Sn对表面微裂纹的影响机理,提出了相应的防止措施.     

超低碳钢铸坯皮下气泡缺陷产生原因分析及控制措施

重点分析了超低碳钢铸坯皮下气泡缺陷产生的原因。超低碳钢铸坯皮下气泡是导致其热轧盘条表面产生结疤、翘皮、折叠等表面缺陷的主要原因,影响后续拉拔和镀铜细丝的表面质量,更严重的将导致断丝问题。通过对钢液中气泡产生原因和[C]、[O]对应关系的理论分析,将超低碳钢钢液中的氧活度稳定控制在80μg/g以下,能够有效降低超低碳钢铸坯皮下气泡缺陷产生的几率,保证其成品盘条表面质量的稳定,满足了高端用户的使用要求。     

三相电极电渣重熔过程温度场与流场研究

基于有限体积法发展了三相电极电渣重熔过程的瞬态多场耦合数学模型.通过简化麦克斯韦方程组得到适用于电渣重熔体系的电磁场输运方程,计算出了洛伦兹力和焦耳热的分布,并将两者分别耦合到动量与能量方程中.同时采用RNG k-ε湍流模型计算湍流粘度,通过自定义函数描述电极的集肤效应.研究结果表明:焦耳热主要集中在渣池内,其最大值在电极底部内侧与渣的交界处.渣池内温度较高,分布比较均匀,温度的最大值出现在三根电极中心的渣层区域.渣池内的流动由重力、洛伦兹力和浮升力引起的.三电极的金属熔池是一个U型剖面,相较于单电极的V型金属熔池剖面更浅、更平缓.