冷却速率对包晶钢凝固过程中包晶转变收缩的影响

通过高温激光共聚焦显微镜模拟观察了Fe-0.1C-0.21Si-1.2Mn (质量分数,%)包晶钢在不同冷却速率下的包晶相变过程,然后利用试样表面粗糙度变化反映了包晶转变收缩程度的不同。结果显示,冷却速率超过临界值后包晶转变能够发生快速相变,快速相变引起突然的包晶转变收缩和表面粗糙度变化。随冷却速率的增加包晶钢的包晶转变收缩呈先增加后减小的趋势,在冷却速率为20℃/s时表面粗糙度达到最大值,此时的表面粗糙度约是低冷却速率(2.5℃/s)时表面粗糙度的2.8倍。当冷却速率足够大后包晶转变收缩又开始减小,这一变化为高拉速下减少包晶钢连铸坯表面纵裂纹的发生提供了新策略。     

LF热态钢渣循环利用炉渣成分控制

 为了实现LF热态钢渣的循环利用,对目前武钢LF热态钢渣两次循环利用工艺中精炼渣的组成、脱硫能力及吸收夹杂能力的变化进行了分析研究。结果表明,LF热态钢渣循环利用后钢水的脱硫率可以达到90%以上,精炼终点w（［S］）可以达到0.001%的水平;相对于未循环工艺,钢中w(T［O］)减少17.50×10-6,w(［N］)减少17.00×10-6,夹杂物数量减少4.47个/mm2。根据两次热循环利用结果得出：通过控制回收的渣量及补加石灰的量,可保证循环后初始炉渣中的w((S))小于0.20%,终渣碱度（w(CaO)/w(SiO2）)在12.00～20.00范围,w(CaO)/w(Al2O3)为1.75～2.00,从而使精炼渣的脱硫效率、w((S))/w(［S］)不受循环次数的限制。     

板坯连铸结晶器内水口结瘤对钢液流动行为的影响

 根据现场调研结果,采用物理模拟和数学模拟相结合的方法,系统地研究了浸入式水口单侧结瘤对结晶器内流场、液渣层以及气泡的影响,同时,还考察了不同体积的结瘤物脱落进入结晶器后的运动轨迹。研究结果表明,水口单孔结瘤将导致结晶器两侧流场不对称。相比较于结瘤侧,未结瘤侧流量增加,流股冲击增强,保护渣卷入钢液的几率增大,同时,未结瘤侧的气泡数量增多,气泡穿透深度增大。此外发现,不同体积结瘤物脱落进入结晶器后,粒径较大者更容易上浮至结晶器液面。     

CaO/Al2O3比对高铝钢连铸保护渣凝固结晶行为的影响

针对目前高铝钢用常规结晶器保护渣中SiO2易被钢液中Al还原导致连铸坯质量缺陷及非反应性保护渣消耗量偏低和润滑差的问题,基于CaO-SiO2-Al2O3三元系相图设计了SiO2含量为20%(w)的CaO-SiO2-Al2O3连铸保护渣,并采用热丝法模拟研究了CaO/Al2O3比对该渣系凝固结晶行为的影响. 结果表明,随CaO/Al2O3比的增加,保护渣的结晶性能增强;CaO/Al2O3比在0.7~1.3范围内其凝固固相分数较小,与现用工业渣具有相似的润滑作用. 综合考虑保护渣的传热和润滑作用,高铝钢保护渣中CaO/Al2O3比范围应为0.7~1.3.     

镁合金双辊薄带连铸机布流系统研究

以Φ800mm×450mm镁合金双辊薄带连铸机为原型.根据相似原理制作1:1的物理模型.采用超声波浪高仪和电导仪进行数据采集,研究了圆筒形、槽形2种布流系统对熔池液面波动和流体混合状况的影响.结果表明,采用圆筒形布流系统浇注具有熔池液面波动小、流体混合均匀且充分等特点,因而优于槽形布流系统.     

二冷喷嘴类型和布置对板坯质量的影响

对南钢超低头板坯连铸机使用的二冷喷嘴性能测试表明 ,扁平喷嘴喷射水流分布均匀 ,而圆形喷嘴喷射水流分布不均匀 ,易造成板坯侧面凹陷和三角区裂纹。根据二冷仿真软件模拟 10 0 0mm× 180mm板坯冷却过程 ,得出改进工艺模型 :在板坯侧面全部采用扁平喷嘴 ,并将板坯正面喷嘴间距由 2 2 5～ 30 0mm改为180～ 2 0 0mm。应用结果表明 ,生产板坯的优质品率由 86 32 %增至 92 2 2 %。     

板坯连铸中间包钢液洁净度的水力学模拟和应用

为改善太钢 10 4 0mm× 16 0mm连铸不锈钢板坯质量 ,通过水力学模拟研究了中间包内钢液的流动 ,并用直径 0 .5～ 1.0mm ,密度 0 .99mg/mm3 的聚苯乙烯塑料粒子模拟钢中直径 5 0～ 10 0 μm夹杂物的排除情况 ,确定了在中间包内设置挡渣墙和坝流控制方案 ,并进行 4 0 9不锈钢 10 4 0mm× 16 0mm连铸板的工业试验 ,结果表明 :中间包设置挡渣墙和坝后 ,铸坯夹杂物总量比中间包无控流装置生产的铸坯降低 6 6 %。     

弹簧钢洁净化生产工艺研究

采用系统取样,结合金相观测、全氧分析、大样电解、电子探针和稀土氧化物示踪等手段,对八钢电炉厂电弧炉-LF-小方坯连铸生产60Si2Mn的洁净度进行了系统研究,精炼后钢液w(TO)为95×10-6,中间包内w(TO)为94×10-6,铸坯中w(TO)为54×10-6.了解了各阶段夹杂物数量、尺寸分布和类型,找出了大型夹杂物的来源.根据影响钢质量的主要因素,提出了有针对性的改进方案,优化设置了控流装置.改进后,钢中有害夹杂物数量大大减少,质量明显提高,铸坯w(TO)由54×10-6下降到28×10-6.     

连铸异型坯结晶器铜板冷却水缝优化设计

建立了异型坯结晶器铜板二维传热模型,应用有限元软件进行求解,分析了不同水缝设计方式下铜板热行为,重点考察了结晶器铜板热面温度峰值和温度均匀性。结果表明：原异型坯结晶器铜板温度峰值为339．6℃,位于R角处,结晶器铜板翼稍两侧均出现温度低谷。增加R角水孔内限流杆直径或将R角限流杆由光滑杆改成螺旋杆均可明显降低铜板温度峰值和温度梯度。此外,在R角增加小孔或将R角小孔改成大孔也可强化R处传热,提高铜板温度均匀性。然而,改善铜板传热效果的最佳办法是重新设计水缝,非均匀分布的等径fl,：fL和非均匀分布的环形水缝加小孔两种水缝设计可有效提高铜板使用寿命、改善铸坯质量,在现场试验效果良好。     

异钢种连浇工艺参数对交接坯长度的影响

通过1∶3水力学模型,对重钢板坯异钢种连浇过程进行水力学模拟,研究不同拉速、中间包余钢量和浇铸顺序条件下沿铸坯长度方向的无量纲浓度变化曲线。结果表明,增大通钢量、降低余钢量和先浇铸元素成分浓度低的钢都会减少交接坯长度,但中间包余钢量比其他两个因素对交接坯长度有更显著的影响。