A New Steel Teeming Technology by Using Electromagnetic Induction Heating System in Ladle

In order to overcome the pollution of the tratitional nozzle sand into the molten steel in tundish,a new method is proposed in this paper.In this method,the nozzle sand is substituted with iron-carbon alloy particles which have the same or similar compositions as the liquid steel.During casting processes,iron-carbon alloy forms solidification shell and the sintered layer in the upper nozzle to block the molten steel.When the slide gate is opened,the eletromagnetic induction heating is used to melt them so as to achieve 100%smoothly steel teeming.The electromagnetic induction heating effects were analyzed theoretically in the new slide gate system.Then the new method has been experimentally tested by using self-designed experimental device.The results show that the electromagnetic induction heating can complete the steel teeming within the required time.Furthermore,this steel-teeming technology can further improve the cleanliness of liquid steel.

线材连轧生产线电磁感应补热装置及其应用

电磁感应补热装置利用金属电磁感应及涡流的原理,对轧制过程中的中间坯进行在线补热及均温处理,以满足下游轧制工艺需要。电磁感应补热装置由感应加热本体、电控系统、冷水系统及辅助设备组成,由变频电源柜、补偿谐振电容柜及感应加热器组成加热本体对坯料加热,水循环冷水系统对加热本体进行冷却降温,上位操作监控及温度闭环系统实现对整个装置的自动控制及操作监控功能。通过此装置的应用可将坯料表面温度提升100℃~130℃,头尾温度差≤50℃,使坯料整体保持均匀一致,极大改善了轧制工艺的条件,确保线材产品质量稳定、满足产品特性的要求。

基于ANSYS的连铸坯感应加热温度场数值模拟

应用感应加热理论,建立了电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,利用大型通用有限元分析软件ANSYS对钢坯的感应加热过程进行了模拟分析,得到了随时间变化的工件温度分布图,并分析了感应加热整个温升过程的特点与影响因素,结果表明,通过调整加热装置的频率、激励电流等工艺参数,可以达到铸坯均温的目的。

电磁引流系统的出钢效果分析

利用ANSYS有限元分析软件模拟了在电磁引流系统中用铁粒和碳粉混合物替代传统引流砂时上水口处1,3 h及稳态(时间无限长)的温度场分布,发现Fe/C混合物的温度由上向下逐渐降低,形成一定的温度梯度.在此基础上,验证了Fe/C混合物中的铁粒在一定的工艺参数下可以短时间内熔化,从而实现钢包的顺利出钢.验证了钢包耐火材料在电磁引流过程中可以满足工艺要求.提取了钢包底板的温度场分布,校验了钢包底部钢板在感应加热作用下的安全性.

电磁冶金新技术的研究现状与发展趋势

简要介绍了传统电磁冶金技术的发展及电磁冶金新技术的兴起,着重对钢包电磁感应出钢技术和电磁旋流水口连铸技术的原理、优势及应用价值进行了阐述,并介绍了其他几种具有良好发展和应用前景的电磁冶金新技术。

两段式无缝软接触电磁连铸结晶器的冷却效果分析

利用数值模拟研究了软接触电磁连铸中两段式无缝结晶器的传热及初生坯壳的厚度.结果表明:相同工艺条件下,两段式结晶器与传统结晶器相比,出口坯壳厚度减薄约0.4 mm,铸坯表面温度升高约2.5 K,初始凝固点下降约9 mm,有利于提高铸坯的表面质量.两段式结晶器上半段长度增加使凝固坯壳厚度略有降低,但将导致钢液对连接处的冲刷增大.在本研究条件下,考虑到安全生产的需要,结晶器上半段长度为120 mm是较佳的长度.两段式结晶器壁的传热计算表明,本研究条件下,结晶器的耐热强度满足安全生产的要求.

电磁连铸高频调幅磁场对铸坯表面温度的影响

建立电磁软接触连铸结晶器内三维电磁场和温度场计算模型,研究采用方波和正弦波调幅后的高频调幅磁场对铸坯表面温度的影响。结果表明:方波和正弦波调幅磁场的感应热功率都与调幅波频率无关。方波调幅磁场的感应热功率(Q)介于单独施加用于调幅的两个恒幅磁场的感应热功率(Q1和Q2)之间,在Q1和Q2确定后,调幅磁场的感应热功率取决于各自作用时间T1和T2的相对比例;正弦波调幅磁场产生的感应热功率是高频磁场调幅前感应热功率的62%～64%。

电渣炉夹具感应加热的有限元数值模拟

采用有限元分析法和ANSYS软件,引入复矢量磁位,推导了感应加热有限元模拟的数学模型.讨论了感应加热有限元分析中温度场与电磁场耦合、工件材料物理参数的温度依赖性等关键技术问题的处理方法.分析了电渣炉夹具的感应加热过程,得到了夹具的温度分布状况以及温度随时间的变化规律.结果表明:温度的最大值主要集中在夹具的表层,且心部几乎未加热,其数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致.

感应加热钢包炉的电磁与结构分析

通过电磁场数值计算，对国外感应加热钢包炉的电磁设计及包壳结构进行分析，为国内开发、应用和优化感应加热钢包炉提供基础。

热轧无缝钢管生产中直通式电磁感应加热炉的工艺设计及应用

简述了电磁感应加热方式应用于热轧无缝钢管生产中荒管再加热的优越性。结合应用实例提出了直通式电磁感应加热炉的工艺设计要点及系统自动控制的组成,并针对其应用中可能存在的问题提出了解决办法。

多道次点式连续移动感应淬火数值模拟

为了实现复杂形状工件的表面强化,以电磁场和温度场的控制方程为基础,在ANSYS中建立了多道次点式连续移动感应淬火的有限元模型。通过改变各个道次之间感应器移动轨迹的重叠宽度,对多道次连续移动感应淬火过程进行了数值模拟研究,得到了重叠宽度对多道次淬火区域温度场分布和组织转变规律,并通过金相实验验证了模拟结果的可靠性。结果表明当轨迹的重叠宽度大于一定值时,后一道感应加热过程会使得前一道已淬火区域部分发生奥氏体转变,且由于存在热积累效应,后一道轨迹相比前一道轨迹的完全奥氏体化深度和部分奥氏体化深度会有一定程度的增加。

感应加热钢包炉及其电热分析

针对感应加热钢包炉的基本原理，结构特点、电热性能等进行了探讨和分析。

高溶性工业氧化钼的生产研制

从MoO2氧化动力学过程及热力学过程入手,对MoO2氧化成MoO3可能性及各种参数分析,对生产炉窑的选型作了分析论证,制定了高溶性工业氧化钼的生产工艺并选取了采用电磁感应加热式密闭、富氧回转窑作为高溶性工业氧化钼生产设备。经过工业试验选取了最佳生产工艺条件及各项参数。

电磁感应加热在三氯氢硅反应炉上的应用

针对三氯氢硅反应炉电阻加热方式存在的问题,提出采用工频电磁感应的加热方式,并通过试验及实际应用,证实了将工频电磁感应加热方式运用到三氯氢硅反应炉的加热上是完全可行的,而且经济实用。

连铸中间包加热技术及其冶金功能研究进展

连铸中间包是钢水浇铸过程承上启下的重要冶金反应器,中间包加热控温是提升铸坯乃至后续轧材质量一致性的新技术。为保证连续浇注过程中间包内钢水温度稳定、实现生产顺行与恒温恒拉速连铸,中间包加热控温技术日益受到重视。针对近年来在特殊钢连铸生产中开始采用的中间包等离子加热和通道式感应加热相关热点问题,本文系统阐述了其加热原理和设备特点,介绍了等离子加热技术在国内外的发展状况,重点分析了常用的通道式感应加热中间包在加热器设计、布置方式及其对中间包内钢水流场、温度场和夹杂物去除方面的研究进展。基于近年在感应加热中间包应用研究中的深入认识,探讨了新技术使用过程中发现的新问题以及进一步提高其应用效果的途径。表明,中间包钢水加热技术实现了钢水浇铸温度的主动控制,不仅是发展高效连铸和调控铸态组织的重要手段,同时也将丰富中间包冶金学的研究内容。

双通道感应加热中间包的三维磁流热耦合模型

结合感应加热的中间包冶金是当前提升特殊钢连铸洁净度和质量稳定性的前沿技术。针对大方坯连铸用T型六流中间包,利用流动-传热耦合模型研究了控流装置对具有双感应加热通道中间包冶金行为的影响,首先获得了不开启感应加热工况下中间包的优化控流结构;进而通过对该结构进行电磁-流动-传热耦合模拟,研究了感应加热的控流和热补偿作用。结果表明,通过提高加热通道高度并配合双挡坝结构可进一步改善流体流动状况、提高各流一致性。其中,在不开启感应加热时,优化后中间包较原型死区比例由31.4%降低为17.6%,活塞区比例由19.1%提高为39.1%,平均停留时间标准差由99.6减小到40.3 s。开启感应加热后,中间包内流场有显著变化,通道出口钢液具有明显的上升流,这将有利于夹杂物的上浮去除。开启感应加热30 min后较未开启感应加热时中间包各出口平均温度由1798.1升高为1827.3 K,这表明感应加热可有效补偿钢水浇注过程中的热损失。这一功能有利于实现低过热度恒温浇铸,从而也有助于提高中间包控制铸坯洁净度和铸态组织一致性的综合冶金效果。

高精度齿条料连续感应炉及感应过程模拟

介绍了一种节能型高精度感应热处理装备,并利用计算机仿真软件Deform对齿条料连续感应热处理过程进行了模拟。结果表明:根据齿条料感应加热过程中温度场及淬火过程中马氏体分布的模拟结果,设置合理的喷圈水压和水流量,可生产出符合客户需求的齿条料。