H型钢连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

 为了解决H型钢连铸坯表面裂纹问题,结合凝固理论建立了H型钢连铸结晶器内钢水凝固传热模型,并应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述和分析了凝固坯壳的温度分布、坯壳生长历程及各工艺因素对钢传热行为、凝固行为的影响,为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。     

SPHC连铸结晶器内钢水凝固传热的研究与应用

为了适应唐山不锈钢厂2号连铸机拉速的提高,建立板坯连铸结晶器内钢水凝固传热模型,应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述了高拉速条件下凝固坯壳的温度分布、坯壳生长历程,分析各工艺因素对钢传热行为、凝固行为的影响,进而提出了合理的工艺参数并应用于连铸机,现场证明漏钢事故明显减少.     

含Nb高强钢高温凝固特性与物性参数的计算

以Ueshima的正六边形凝固模型为基础,通过有限差分法建立了钢凝固过程中两相区溶质微观偏析模型,分析了含Nb高强钢溶质元素对其凝固偏析的影响,并通过理论计算分析了连铸条件下含Nb高强钢的高温物性参数。分析表明,在碳含量低于包晶点时,P、S、Nb和Ti元素偏析程度随着碳含量的增加而降低;碳含量高于包晶点时,元素偏析趋势相反。定量计算了固定成分下含Nb钢高温物性参数的值,由于Fe不同相的高物性参数并不一致,可以看出一个准确的相组成对高温物性参数的确定十分重要。     

高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型

摘要：为了研究高频磁场下连铸保护渣在结晶器内的润滑状况，建立了高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型，并应用该数学模型研究了初始凝固时磁场作用下渣道宽度、弯月面高度、渣道动压、渣耗、摩擦力等因素对保护渣润滑行为的影响。结果发现，磁场的作用拓宽了保护渣渣道宽度，增大了弯月面高度，使保护渣渣道入口及出口宽度增加，使初始凝固点下移，改善了传热条件有利于铸坯表面质量提升；磁场的作用减小了因结晶器振动而产生的正压和负压，并且正、负压都是随着磁场强度的增大而减小，但磁场强度存在一个最佳值；磁场的作用增大了渣耗量，改善了铸坯与结晶器之间的润滑；铸坯与结晶器之间摩擦力随着磁场强度的增大而减小，当磁场强度为40mT时，总摩擦力减小趋于平缓，因此磁场强度为40mT左右时对减小摩擦力的作用效果较好。     

MgO对CaO-Al2O3基四元系保护渣熔渣微结构的影响

 为了研究MgO对CaO-Al₂O₃-B₂O₃-MgO四元渣系微结构的影响规律,通过Scigress分子动力学软件构建了CaO-Al₂O₃-B₂O₃-MgO基四元渣系的熔渣网络结构模型。研究表明,熔渣中出现了高配位的铝和三配位氧来补偿[AlO₄]5-四面体负电荷过剩;硼作为网络形成体与氧的结合能力最强,其配位结构是以三配位的三角体和四配位的四面体存在;MgO作为网络修饰子起到补偿电荷及解聚网络的作用。随着MgO质量分数的增加,增强了Al—O网络结构的稳定性,但熔体的聚合度和网络结构的复杂程度呈下降趋势。     

低合金钢保护渣渣膜矿相结构对铸坯质量的影响

针对唐钢中厚板材有限公司低合金钢Q345B连铸过程中出现的铸坯质量问题,系统研究了现场结晶器内渣膜的结构、矿相组成和结晶率;并结合现场铸坯质量,分析渣膜的润滑与传热性能,确定了适用于低合金钢Q345B板坯连铸生产较合理的矿相结构特征.结果表明,低合金钢Q345B的渣膜应为两层结构或多层结构,结晶层和玻璃层交替出现;主要结晶矿物为枪晶石和黄长石,在结晶过程中没有偏向性析出;有较多的玻璃相生成,结晶率相对较低,在35 ％～65％.为更好地保证铸坯质量,针对唐钢中厚板坯Q345B的连铸生产,建议在现用的保护渣原渣中适当提高Fe2O和MgO的含量,同时还要调整好现场的浇铸工艺和操作条件.     

结晶器磨损对铸坯传热的影响

基于坯壳应力遗传特性建立铸坯热力耦合模型,利用ANSYS对结晶器内铸坯传热及应力进行数值模拟,对比分析结晶器磨损前后坯壳厚度、表面温度和气隙分布规律。结果表明:结晶器在磨损之后,偏离角部附近形成"热点"区域。气隙分布范围由距角部10 mm扩展到80 mm,最大厚度由0.1 mm增加到1.2 mm。     

高频电磁场作用下保护渣的黏度特性

结晶器保护渣是连铸过程中非常重要的功能材料.采用旋转黏度测试仪结合MoSi2高温炉及高频加热炉分别研究传统无磁场条件及高频磁场条件下保护渣的黏度特性,并运用有限元软件数值模拟高频磁场作用下保护渣的流场.结果发现:高频电磁场作用下保护渣黏度显著升高.二元碱度在0.66～0.91范围内,1 300℃黏度升高幅度随碱度增加而增加,而熔化性温度升高幅度随碱度增加而降低.电磁力打乱了保护渣有序的离子结构,使得离子速率增加,是导致保护渣黏度大幅增加的主要原因.     

130 t直流电弧炉喷吹过程的优化模拟

在当今经济健康发展的背景下,电弧炉炼钢凭借其污染小、流程短和产品多样的特点,已逐渐成为各大钢铁企业大力发展的对象,在整个钢铁生产的地位比以往的每个时候都要重要,而电弧炉熔池的流动状态会直接影响电弧炉的冶炼效果,这主要与氧枪喷吹强度和布置方式有关.为研究不同工况条件下电弧炉流场的变化,为大型电弧炉选取最合适的工艺参数,以...     

电炉炼钢钢铁原料的现状分析与展望

 电炉炼钢作为短流程的核心工艺,具有铁元素循环利用率高、能源消耗低及环境效益良好的特点,推动电炉炼钢健康发展符合中国实现“碳达峰”、“碳中和”目标对钢铁绿色发展的要求。电炉炼钢入炉的钢铁原料种类较转炉多且结构灵活,并且对电炉冶炼的工艺过程控制有直接的影响。为创造充分挖掘和发挥电炉炼钢优势的良好起始条件,针对目前电炉炼钢的主要入炉钢铁原料的情况和特点,从其生产储备、工艺过程操作、能源消耗、环境保护等方面入手,分析了废钢、铁水和直接还原铁作为主要原料的使用现状及优缺点,并着重对比分析了直接还原球团特点和技术指标,为探究和优化合理的电炉炼钢入炉钢铁原料结构提供了理论依据。从资源消耗、环境保护等方面考虑,废钢和直接还原球团将成为今后短流程炼钢的主要原料。结合钢铁循环利用技术和产业专业化的逐渐成熟,以及更加绿色环保的氢冶金技术的发展,废钢综合回收利用技术、高品位洁净球团生产技术、氢气竖炉直接还原技术将会是未来电炉入炉钢铁原料生产技术的发展方向,配套新型高效智能电弧炉冶炼技术将会是未来短流程炼钢的发展方向。