连铸中间包富氧烘烤的应用

随着煤气回收技术的进步,连铸中间包富氧烘烤技术在钢铁生产中崭露头角。文章深入研究了该技术在连铸过程中的工艺流程和对产品质量的影响,以及环保和能源节约方面的优势。通过实例展示,揭示了中间包富氧烘烤技术在提高耐材烘烤温度、节约煤气消耗、降低排放上的显著效果。未来,该技术有望在智能化、绿色环保、更广泛的应用等方面迎来更大发展,为钢铁行业的可持续发展提供了重要的技术支持。

粒子群PID在感应式连铸中间包温度控制中的应用

中间包是连铸工序中钢坯结晶前的最后一环,由于中间包热辐射及对流传热、耐火材料吸热等原因,中间包的钢液温度难以稳定。利用电磁感应原理制成的感应式中间包能够完成中间包钢液温度的补偿。由于中间包温度控制具有非线性和大滞后性的特点,常规PID无法精确地控制其温度,故将粒子群算法(PSO)用于优化常规PID,实现系统的PID参数自整定,克服常规PID调参工作量大和控制精度低的缺陷。在实际生产中,由于换包过程、浇铸初期和末期会出现较大的温度波动,故在仿真某一时刻给模型加入了一个较大的降温干扰。在Matlab/Simulink中编写PSO算法并建立仿真模型。仿真结果显示,经PSO优化后的PID算法超调量减小74.28%,达稳态所需时间缩短27.2 s,在面对较大的温降干扰时,比常规PID响应速度更快且恢复稳态时间更短。

连铸中间包中夹杂物聚合与去除的数学模型

在Euler(流场)-Lagrange(颗粒)框架下,提出了一个夹杂物运动、聚合和去除耦合的统计模型.运用此模型数值计算了连铸中间包的三维流场,对夹杂物的行为进行了Monte-Carlo模拟.计算结果显示,20,40和60μm夹杂物的总去除效率约为20％,36％和75％,其中壁面吸附的贡献占1/6—1/4.受中间包实际条件的限制,夹杂物的碰撞长大并不显著.

连铸中间包内夹杂物去除行为的水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包水模型实验,考察了控流装置、浇铸速度、夹杂物粒径对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:挡墙-挡坝组合控流夹杂物去除效果最佳,中间包内强湍流区夹杂物的碰撞聚合以及向上和表面流速的增加是主因;中间包注流区加入抑湍器,虽然其流体流动特征发生改变,但对夹杂物去除率的影响并不显著;较高的浇铸速度下,单纯靠控流装置的优化已不能很好地改善夹杂物的去除效果.

连铸中间包工作衬的历史及其最新研究进展

从中间包工作衬所用耐火材料的发展历史出发,将其所用耐火材料大致分为四代———无工作衬、绝热板、涂料和干式振动料。然后分别阐述此四代中间包工作衬用耐火材料的性能和实际使用过程中应注意的问题,并比较得出其各自性能的优缺点。最后重点论述最新一代———第四代工作衬,即干式振动料的发展背景、目前研发中存在的问题及作者对研发该干式振动料的总体思路和预期推广应用前景。

连铸中间包内湍流控制器控流过程的数值模拟

采用ANSYS-CFX软件,针对宝钢4#连铸机中间包结构和操作工艺参数,进行了流动与传热耦合过程的三维数值模拟,并用水力学模拟进行验证。分析比较了无任何控流装置和有控流装置下的钢水流动以及RTD曲线,结果表明:设置湍流控制器可以使中间包内钢水流动死区减少,活塞区增大,更有利于夹杂物的去除。

底吹气连铸中间包内气液两相流的数值模拟

以宝钢集团梅山钢厂1台连铸中间包为原型,进行底吹气中间包水模型研究.实测结果表明,底吹气在中间包内形成“鼓泡流”形式的流动结构;“鼓泡流”的形成一方面能够破坏中间包内“层流”形式的短路流动,增强混合,另一方面能在中间包内形成“气幕挡墙”,有利于夹杂物去除.针对中间包内气?液两相“鼓泡流”特征,建立了底吹气中间包内气?液两相欧拉多流体模型,模型中考虑了气泡的存在对湍流增强的影响,考虑了相间滑移、气泡浮力及湍流分散力.采用所建立的模型对底吹气中间包内气液两相流动和混合特性进行了模拟和分析,结果与水模型实测结果一致.

连铸中间包用耐火材料冲蚀的数值模拟

建立了中间包内钢液-夹杂物两相流对耐火材料冲蚀的数学模型,并对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝中间包耐火材料的冲蚀特性进行了数值模拟计算。计算结果表明,中间包内冲蚀率最大的位置在湍流控制器内,其次是注入区近渣线处包壁、挡渣堰与挡渣坝迎向钢液流动一侧壁面,其他区域耐火材料的冲蚀很小,可以忽略不计。

连铸中间包内夹杂物去除行为的物理模拟

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包物理模型实验,考察了换钢包过程中,中间包初始液面高度、长水口注入流量及控流装置对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:中间包初始液面高度从工作液面的1/4到3/4过程中夹杂物去除率提高较快,3/4工作液面为较理想的换钢包操作液面;夹杂物的去除率随长水口注入流量的增加而增大,注入流量超过2.5m3h-1时,夹杂物去除效果明显改善;挡墙挡坝组合控流装置的去夹杂效果较无控流装置有明显改善,在此基础上加入抑湍器后,去夹杂效果明显改善.

连铸中间包耐火材料的冲蚀特性与控流装置的优化设置

中间包内耐火材料的损毁是化学反应、热应力与钢液流动的协同作用所致,中间包内控流装置发生侵蚀的主要原因是钢液对耐火材料的冲蚀。对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝的中间包耐火材料的冲蚀特性进行数值模拟计算与分析,结果表明,中间包内冲蚀最严重的部位是在湍流控制器及冲击区包壁上部1/3处,其次是挡渣堰迎向钢液流动一侧壁面;随着挡渣堰与钢液入口距离的增加,钢液对挡渣堰、挡渣坝的冲蚀强度下降;根据停留时间分布(RTD)曲线设置中间包控流装置时,应考虑钢液对耐火材料的冲蚀特性。

T型五流非对称连铸中间包内控流装置优化的水模拟实验

通过T型五流非对称连铸中间包水模拟实验,研究了控流装置对中间包内流体流动的影响。结果表明,结构合理的控流装置能够明显改善中间包内流体的流动特性,优化得出了中间包内控流装置的设计方案,为中间包内控流装置的设计提供了参考。

连铸中间包内夹杂物去除机理的水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包水模型实验,考察了控流装置、浇铸速度及夹杂物粒径对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:挡墙-挡坝组合控流去除夹杂物效果最佳,中间包内强湍流区夹杂物的碰撞、聚合以及向上和表面流速的增加是主因;中间包注流区加入冲击槽,虽然其流体流动特征发生改变,但对夹杂物去除率的影响并不显著;浇铸速度较高时,仅靠控流装置的优化已不能很好地改善夹杂物的去除效果.

连铸中间包结构优化及夹杂物去除的水模拟研究

以25t中间包为原型,通过实验相似比λ=1:2.3的水模型,分析了4流近似T型中间包3种挡墙形式包内流场及夹杂物去除。结果表明,原挡墙控流下的中间包同一侧两流之间的流体流动特性差异很大,与内侧相比,外侧流的最短停留时间和峰值时间长、死区体积大,造成中间包内钢液温度不均匀,夹杂物不能有效地上浮去除;U-型挡墙能延长峰值时间,但是最短停留时间短,死区比例较大;采用Y-型挡墙可以有效地改变中间包内流场分布,促进夹杂物上浮。30CrMo钢工业试验表明,采用Y-型挡墙钢中大型夹杂物较原用挡墙降低16.9%。

连铸中间包技术改造与多孔控流挡墙的优化设计

介绍了连铸中间包由对称四流向非对称五流的技术改造,并采用数值模拟和水力学模拟的方法优化得出控流挡墙的设计方案。投产实践证明,控流挡墙能够明显改善中间包内钢液的流动特性,同时增加了产量、提高了钢坯质量。

薄板坯连铸中间包控流装置的数理模拟

采用水力学数理模拟的方法,研究了不同尺寸和安装位置的控流装置对马钢薄板坯连铸中间包流动特性的影响。结果表明:中间包在无流动控制时,存在明显的短路流及较大死区;西马克公司提供的控流装置其平均停留时间小,死区较大,实验效果并非最佳;改进后的优化方案使中间包内示踪剂开始响应时间为无控流装置下的2倍多,平均停留时间由2 64. 0s增加到3 0 1 4s,死区由无控流装置的2 5. 54 %降低到1 5. 3 9% ,中间包的冶金性能有了明显改进。

连铸中间包内钢液流动与传热耦合过程的计算机模拟

在开发描述中间包内钢液流动与传热三维耦合数学模型的基础上，对实际中间包内的流动和传热过程进行了计算机模拟仿真研究，考察了有／无流动控制情况下，自然热对流对中间包内钢液流动行为的影响。

一种新的连铸中间包钢水液位测量方法

连铸中间包的钢水的液位测量环境恶劣和钢水上层覆盖保护渣层而导致钢水液位测量困难、测量准确度不高.针对此现状,本文提出了一种基于温场信息,利用计算机视觉测量实现的钢水液位测量方法.此方法通过对中间包内的空气层、保护渣、钢水层温场分析和获取,确定空气层-保护渣层和保护渣层-钢水层的温度梯度分界面位置,从而得到中间包内钢水液位.测量方法应用到现场,统计得到测量平均绝对误差为3.2mm,最大误差为5.2mm,最小达到0.3mm,本文液位测量方法准确可靠,具有良好的应用前景.

板坯连铸中间包内钢液流场和浓度场的数值模拟

采用FLUENT软件对板坯连铸中间包内的流场和浓度场进行数值模拟,分析中间包内有无挡墙以及挡墙参数变化引起中间包内流场、浓度场的变化情况。模拟结果表明,湍流控制器与挡墙的优化配合使中间包内钢液的平均停留时间由502 s延长至573 s,死区体积分数由29.7%降为14.4%,优化挡墙与挡坝参数有利于钢液温度和成份的均匀,及夹杂物的上浮去除。

吹氩连铸中间包内钢液流动特性的水模型实验研究

建立了模拟连铸中间包底吹氩流动过程的水模型.通过测定分析水模型的RTD(停留时间分布)曲线研究了吹气流量、吹气位置及控流元件对中间包内流动特性的影响规律,并对此进行优化.结果表明:条形透气梁安放位置对中间包内的流动特性影响最为显著,均匀开孔的多孔挡墙和条形透气梁喷吹氩气二者的配合使用能获得理想的流动特性.