重钢5流方坯连铸中间包控流装置的数理研究

对重钢24t中间包控流装置进行水力学模型试验和数值模拟,通过测定停留时间分布(RTD)曲线和夹杂物的排除量,研究了不同尺寸湍流控制器对中间包流体流动特性的影响。研究结果表明,使用合适的湍流控制器和现有挡墙设置组合,可以延长水口响应时间及平均停留时间,提高活塞流区体积分数30%及降低死区体积分数50%,中间包内流体流动特性得到改善。     

基于热膨胀法与相体积计算模型研究连铸坯冷却过程中奥氏体相变行为

采用热膨胀仪测试研究了Q450NQR1钢连铸坯5℃·min^-1及20℃·min^-1冷却速率下的线性热膨胀(ΔL/L₀)和热膨胀系数随温度的变化规律.在此基础上,建立了一种基于平均原子体积的相体积计算模型,量化研究了奥氏体相变过程中各相体积分数的变化规律,并在将计算结果与显微组织观察结果对比分析基础上,讨论了连铸冷却速率对铸坯奥氏体相变过程的影响.结果表明:该计算模型可以较为准确地描述铸坯的奥氏体相变过程,适用于多相连续析出相变;随着冷却速率的增大,铸坯热膨胀曲线中对应于铁素体和珠光体析出的两个变化峰向低温区移动,峰值明显增大;冷却速率由5℃·min^-1上升至20℃·min^-1时,铁素体及珠光体起始析出温度分别降低约32℃和37℃,最终体积分数分别由0.894和0.106变为0.945和0.055.     

复吹转炉模型实验中非等温问题的模化研究

针对转炉顶吹氧枪或底吹喷枪喷出的气体,从常温状态迅速升温达到炉内高温状态时,体积急剧膨胀的实际生产情况,设计制作了非等温矫形模化实验模型,实验研究复吹转炉熔池内的流动与搅拌混匀特性,以及流体对炉壁的冲刷作用．比较了非等温矫形模化实验结果与未考虑温度影响的常规等温模型实验结果,发现非等温矫形模化所需要的底吹供气强度明显降低,约为0．04 m3／(min·t);其它条件相同的情况下,炉役前期熔体对炉壁的冲刷作用较炉役中期强,中后期的冲刷情况相差不大．     

L245MB钢铸坯高温强度与弹性性能研究

 从显微结构到宏观结构上认识铸坯的高温性能演变规律，对铸坯的性能与质量控制具有重要意义。应用Gleeble热/力模拟试验机对L245MB钢铸坯在不同冷却速率下的高温强度演变规律进行了试验研究；采用EMTO第一性原理计算软件研究分析了不同晶体结构与磁性状态下铁基体相体模量B、单晶弹性常数c′与c44、多晶杨氏模量E、体系磁矩μ等随温度的演变规律。结果表明，冷却速率对铸坯高温强度演变的影响较小；高温强度在Ae3及TC温度附近发生转折，TC～Ae3温度区间呈现“平台”，抗拉强度平均演变速率为0.008 MPa/℃，屈服强度为0.076 MPa/℃。铸坯热塑性在TC～Ae3温度范围出现不同程度的下降，断面收缩率在800 ℃左右最小，为59.02%～62.79%；二冷低延性区的温度范围随冷却速率增加而增大，矫直区表面温度应控制在850 ℃以上以避免裂纹产生。铁基体相弹性性能参数随磁性状态及晶体结构的转变而变化，磁性状态的转变对c′、c44、E影响较大，晶体结构的转变对B影响较大；FM向PM转变时c′和E分别下降了64.09%和10.33%，c44提升了57.82%，bcc向fcc结构转变时B降幅达34.38%。结合分析了铁基体的单晶弹性常数c′、多晶杨氏模量E演变与铸坯高温强度演变间的联系，提供了从显微晶体结构性能参数推测分析铸坯宏观性能演变的思路，为第一性原理方法在钢铁材料高温力学性能中的研究应用提供基础。     

钢液连铸二次冷却先进工艺模型的发展与研究

 钢液连铸二次冷却的效果直接影响连铸坯质量,为了合理地控制二次冷却过程,多种静态和动态控制工艺模型被提出。系统综述了目前二冷静态和动态控制工艺模型的发展,包括二冷区各回路水量与拉速呈一次线性或二次曲线关系的二冷控制工艺模型、基于修正有效拉速的二冷动态控制工艺模型和基于在线传热计算的二冷动态控制工艺模型等,以及基于钢液过热度和二冷进水温度的二冷控制先进工艺模型和基于在线温度测量反馈调节各回路水量的二冷动态控制工艺模型。随着二冷控制工艺模型的发展,其控制的实时性、可靠性、准确性以及运行的稳定性也逐渐提高,从而为高质量铸坯生产及智能化二冷控制奠定了基础。     

高磷铁水脱磷的热力学分析及实验研究

针对高磷铁水脱磷过程,运用FactSage软件对CaO系、Na2CO3系和CaO-Na2CO3系渣的脱磷能力进行了热力学模拟计算.综合分析计算结果得出,对于成分为ω[Fe]=95.08%,ω[c]=3.5%,ω[p]=1.3%,ω[si]=0.1%,ω[s]=0.02%的高磷铁水,将磷含量降到0.1%以下适宜的渣系组成为,ω(CaO)=37.5%,ω(siO2)=9.4%,ω(Fe2O3)=43.3%,ω(Na2CO3)=3.8%,ω(CaF2)=6%,渣铁比为0.2,温度为1623 K. 原始磷含量1.3%的铁水脱磷实验结果表明,用模拟计算得出的渣系,在温度1623 K,渣铁比0.2的条件下,可将铁水磷含量降到0.1%以下.热力学模拟计算对高磷铁水脱磷剂组成的确定及渣铁比、温度的选择具有一定的指导作用.     

我国钢铁工业的清洁生产和二次资源的综合利用

要实现钢铁工业的清洁生产和可持续肆展，必须对冶金生产过程产生的二次资源和能源进行全最和地加值的利用，进行冶金“三废”处置和净经新技术新工艺的研究，节能降耗。此外，还应积极进行与环境协调性好的冶金新工艺新流程的开发。     

二次冷却通用仿真软件在方坯连铸中的应用

使用VB语言设计开发了方坯连铸机数值仿真软件,从而为连铸生产提供了一个有效的“实验平台,”也可对铸机结构和连铸工艺参数进行设计与优化。该软件经过多次修改,设计界面友好,易操作,通用性强,准确性高,其仿真结果已成功应用于国内多台铸机高效化改造的设计和生产。同时对方坯连铸45钢进行了仿真和讨论。     

连铸坯热膨胀性能测试

选取AH36,Q345两个钢种进行热膨胀性能测试,研究了连铸坯在升降温过程和不同升降温速度条件下热膨胀性能的变化规律.实验结果表明,热膨胀曲线中升温过程对应相变点温度高于降温过程;当升温速度由5℃/min增至10℃/min时,连铸坯发生奥氏体转变区域总体向高温区移动6～16℃,当降温速度由5℃/min增至10℃/min时,奥氏体转变区域向低温区移动10～20℃;在升降温速度较大时,热膨胀曲线中奥氏体的转变区域更为明显.     

中间包传热边界对钢液流动及传热计算的影响

以某厂T型中间包为例,建立了中间包内钢液流动、传热数学模型。针对数值模拟中存在的传热边界条件的准确性问题进行探讨,引入了中间包包衬散热计算模型,得出关于中间包包衬结构的热流散失与内壁温度的关系,作为中间包内钢液流动、传热计算的边界条件。利用商用Fluent软件模拟计算,并比较分析了不同边界条件对中间包内钢液流动、传热的影响,结果表明提出的边界条件模型法使计算模拟结果更符合实际。