数值模拟在不锈钢中间包冶金中的应用

利用数值模拟的方法对不锈钢中间包流场以及中间包RTD曲线进行数值模拟。结果表明:长水口浸入深度在500mm时,中间包钢液的流场最合理,最大停留时间为512s;死区体积最小,体积分数为10.175%,比200mm和350mm时小7.2%,比650mm时小35.9%;中间包容量扩大后,连铸中间包钢液流场更加合理,平均停留时间增加了7s,死区体积减小了5%;用气幕挡墙后,改变了钢液的流动方向,有效延长了停留时间,减少了死区;在下挡墙增加小孔并不会使流场发生明显改变。

中包扩容提升钢液纯净度生产实践

影响钢洁净度因素之一为钢中非金属夹杂物的数量、尺寸、成分和形貌。夹杂物的形核、长大和去除与钢液的流动、夹杂物颗粒间的碰撞密切相关。研究发现,在整个中间包浇注过程中,夹杂物颗粒间碰撞长大和去除过程一直处于非稳态,达到平衡所需时间为2 440 s,目前中间包平均停留时间仅为514 s,随着碰撞过程的进行,小尺寸夹杂物颗粒逐渐碰撞生成大尺寸夹杂物,针对当前连铸中间包内钢液停留时间短(514 s),进行扩容优化设计。优化后连铸中间包内钢液的平均停留时间延长686 s,夹杂物去除率较优化前提高。

中厚板铸机改造及铸坯质量提升

某钢厂为了提升其中厚板连铸机的铸坯质量,在原有铸机设计的基础上进行了自主升级改造。通过对扇形段0段上部增加定位轴、下部增加定位槽,1段上部增加定位块,改变0、1段对中方式;将9~12段轻压下方式改为辊缝和压力双控制模式;中间包液位高度从850 mm提升到1200 mm,底部宽度从1190 mm提升到1290 mm,底部长度从3761 mm提升到3956 mm,侧壁倾角调整为15℃,采用“稳流器+挡坝+挡墙”的内部结构控流方式;将二冷区的冷水管路由18路增加到32路,铸坯角部横裂纹发生率由8%降低到0.3%以下,铸坯内部中间裂纹基本消失,对应生产的钢板其探伤合格率从94.6%提高到99.7%,B类夹杂物2.0及以下比例由94.3%提高到98.5%,针对性地解决了铸坯角横裂纹、中间裂纹发生率较高的问题,提高了钢板的探伤合格率和夹杂物合格率。