板坯连铸结晶器内氩气泡行为的模拟研究

针对氩气泡在板坯连铸结晶器中的运动行为,以190 mm×1 900 mm板坯连铸结晶器原型为研究对象,采用水力学模型及数值模拟的方法,重点研究了拉速为1.7 m/min时不同水口吹气量对结晶器内气泡大小、气泡分布、液面波动、渣-金行为等的影响。研究结果表明:随着水口吹气量增加,气泡尺寸逐渐增加,结晶器窄边气泡数量不断减少,气泡大都聚集在水口附近上浮,水口吹气量是引起乳化卷渣、水口附近液面裸露及卷渣等的主要因素。     

连铸二冷区的夹辊与铸坯间传热研究

本文采用一种新的差分格式对夹辊导热微分方程进行了差分化,建立了夹辊与铸坯间的传热数学模型。使用模型在计算机上模拟计算获得了夹辊与铸坯间的传热计算式。公式表明,夹辊与铸坯间的传热和铸坯表面温度、拉速及铸坯接触部分的夹辊弧长所对应的接触角度有关。     

Preparation of Ti by direct electrochemical reduction of solid TiO2 and its reaction mechanism

An electrochemical method for the direct reduction of solid TiO2 was introduced, in which the oxygen is ionized, dissolved in the molten salt and discharged at the anode, leaving pure titanium at the cathode. Titanium was prepared from TiO2 via molten salt electrolysis, and experimental process was studied in detail. The reductive products of TiO2 were analyzed through XRD, SEM, XPS and so on. The results indicate that titanium with high purity is obtained by the electrochemical reduction. Through thermogravimetric analysis of molten CaCl2, it is shown that the dehydration of CaCl2 has to be strictly controlled to eliminate hydrolysis. The cyclic voltammetry studies on the TiO2 cathode electrochemical system show that the reduction of TiO2 is conducted step by step, from exterior to interior and from high-valence to low-valence. The conclusions were also confirmed by study on thermodynamics analysis. The current efficiency can be improved by loading different voltages in different stages.     

板坯结晶器钢液流动传热和摩擦行为的数值模拟

结晶器摩擦力对连铸顺行非常重要,而钢液流动行为会影响铸坯温度场和保护渣分布,可能对铸坯摩擦力产生一定的影响.利用Fluent软件建立结晶器内钢液流动、传热三维数学模型,并将温度场数据导入Ansys计算铸坯应变,然后根据铸坯-保护渣-结晶器摩擦行为数学模型讨论了渣膜润滑情况,对比了不同水口底部形状下结晶器内液态、固态和总摩擦力.结果表明:不考虑水口射流时结晶器总摩擦力比考虑水口时增大约29.4％;浸入式水口底部形状分别为凸底、平底和凹底3种情况下铸坯窄面中心温度依次降低,凝固壳厚度依次增大,固态摩擦力依次增大,总摩擦力依次增大,液态摩擦力相差较小.     

低品位复杂难选菱铁矿氧化焙烧热力学及实验研究

氧化焙烧是解决低品位复杂难选菱铁矿的有效前处理工艺,氧化焙烧参数对焙烧效果影响很大.采用热力学计算软件FactSage对西南地区某低品位复杂难选菱铁矿进行氧化焙烧的热力学模拟计算,分析研究了氧化焙烧过程的特点与规律,得到了适宜的氧化焙烧条件.计算结果表明,适宜的氧化焙烧温度为1000～1050℃,焙烧后矿石品位提高了6.09%,达到37.28%,脱硫率为99.99%.计算结果与实验结果一致.     

连铸板坯二次冷却动态模型

将连铸二冷动态模型分成实时传热数学模型和动态喷水控制两部分进行描述.连铸二冷区每段传热系数与实际参数间的函数是在线模拟钢液凝固传热过程的关键,总结了几种常用的函数关系;对于动态喷水控制,也提出了几种可供选择的方法.最后对二次冷却动态模型的发展进行了阐述.     

连铸坯枝晶凝固的重要微观结构特征参数的研究进展

连铸钢水凝固时结晶方式包括柱状晶和等轴晶对铸坯质量有显著影响。连铸过程合金成分、铸坯过热度、尺寸，冷却速度和温度梯度等技术参数均影响一次、二次枝晶臂间距、柱状晶至等轴晶转变边界位置和糊状区渗透率等结构特征参数。在已有研究的基础上总结了微观结构特征参数的半解析计算公式，在对连铸时宏观流场、温度场和浓度场分布的微观．宏观耦合数值模拟时可采用合适的半解析计算公式计算这些特征参数。     

板坯连铸结晶器铜板温度场的数值仿真

针对 14 0 0mm× 170mm板坯连铸机结晶器铜板的结构优化改造 ,基于控制容积的有限差分方法对改造前后两种铜板结构参数和深入式水口结构参数条件下结晶器铜板的三维稳态温度场进行了数值仿真研究。由仿真得出的结果表明 ,结晶器宽面铜板经优化改造后 (螺栓间距由 16 0mm改成 135mm、冷却水槽由 6 3条改为 5 5条 )传热效果明显增强 :在拉速为 1.4m min时弯月面附近区域改造后结晶器内弧和外弧宽面热面铜板最高温度值分别比改造前结晶器降低了 15℃和 16℃。     

不同宽度板坯结晶器内流场的水模型和数值模拟研究

采用1:0.8比例水模型和基于Fluent软件的数值模拟,实验研究了190 mm×(1500～1900)mm宽板坯连铸结晶器的流场。结果表明,在钢水流量不变的情况下,随着结晶器断面宽度的增加,流股的冲击深度增加,流股涡心高度降低,结晶器表面流速、液面波动、流股对结晶器窄面的壁面剪切力均减小,卷渣和液面裸露几率逐渐降低。在钢水流量不变的情况下,随着结晶器断面宽度的增加,若采用同一水口,可以适当减小水口插入深度。     

威钢ROKOP小方坯连铸机的二冷制度分析和优化

建立了威钢1号ROKOP铸机连铸坯凝固的二维传热数学模型，并提出了喷嘴的有效喷淋系数和有效比水量的概念。优化后的二冷区五段喷水结构软件，基本消除了原有的两段结构铸坯在二冷区表温回升大，容易在凝固前沿产生中间裂纹的质量问题，并巳被生产实践所证明。