中间包通道式过滤器对硅钢W470中夹杂物的影响

利用小样电解+ASPEX扫描电镜等夹杂物检测方法,研究了使用中间包通道式过滤器前后的冲击区和浇注区的钢液以及铸坯中非金属夹杂物类型和尺寸的变化规律。结果表明,使用过滤器后,浸入式水口基本未堵塞;过滤器对夹杂物尺寸大于30μm以上的夹杂物颗粒有良好的去除效果;从夹杂物总数来看,冲击区>铸坯>浇注区,这是因为浇注区钢水夹杂物有一部分上浮和被过滤器吸附,且浇注区的Al_(2)O_(3)单位面积数量较冲击区有显著减少,说明过滤器对Al_(2)O_(3)系列夹杂去除效果较好;绝大多数夹杂物尺寸分布在10μm以下,使用过滤器后,浇注区钢水单位面积夹杂物数量较冲击区夹杂物数量减少23.3%。中间包合理工艺参数为:通钢量5.38 t/min、过滤器与长水口距离为1200 mm。

通道式钢液过滤器对两流板坯连铸中间包流场的影响

以相似原理为基础,通过建立几何相似比0.28:1的水模型对两流230 mm×1 300 mm板坯连铸63.27 t中间包流场进行模拟实验,研究通道式过滤器对中间包钢液流动状态的影响。结果表明,单纯的湍流控制器+挡墙、挡坝,中间包活塞区体积偏小,死区体积偏大;用钢液过滤器代替挡坝后优化效果明显,且安装简单,成本低,优化后的中间包钢液平均停留时间由348.22 s延长至400.15 s,峰值时间由原来的172.4 s延长至196.0 s,死区体积由22.49%减小至9.69%。

两流板坯连铸58 t中间包过滤器的水模型试验和应用

通过几何相似比0.29:1的水模型试验了湍流抑制器+挡墙+挡坝和湍流抑制器+挡墙+过滤器两种控流装置的钢液流动,研究了通道式过滤器对58 t中间包钢液流场的影响。结果表明,原中间包(湍流抑制器+挡墙+挡坝)活塞区体积小,死区体积高达29.53%,优化中间包加入过滤器后(湍流抑制器+挡墙+过滤器)短路流基本消失,钢液的实际平均停留时间延长,死区体积由29.53%减小至13.52%。50 t中间包,230 mm×1 100 mm连铸板坯,拉速1.25~1.30 m/min工业生产结果表明,使用过滤器后,中间包浇注区的夹杂物尺寸明显小于冲击区,中间包浇注区T[0]由原86×10^(-6)降至30×10^(-6),连铸坯大多数夹杂物尺寸≤10μm,没有发现≥30μm夹杂物。

带过滤器63t中间包钢液流场的物理和数学模拟

通过采用几何相似比0.29:1的水模型和数学模型分别对(a)湍流抑制器和挡墙+坝(原结构),(b)湍流抑制器,挡墙+坝和过滤器,以及(c)湍流抑制器,挡墙和过滤器3种结构两流板坯连铸中间包钢液流场、温度场和夹杂物运动轨迹进行模拟研究。结果表明,原中间包结构(a)活塞区体积偏小,死区体积偏大;加入通道式钢液过滤器(b)后短路流基本消失,中间包死区减小6.83%,钢液的平均停留时间由287.04 s延长至373.76 s,有利于夹杂物的上浮去除,且过滤器的加入对钢液的温降影响不大;用钢液过滤器代替挡坝(c)后优化效果最为明显,中间包钢液平均停留时间由287.04 s延长至404.26 s,峰值时间由原来的95,4 s延长至190.8 s,死区体积由36.10%减小至8.76%。

带过滤器中间包流场的数学物理模拟和应用

为了研究过滤器通道对中间包内流场的影响,通过数学和物理模拟对不同控流方式的两流板坯连铸中间包的钢液流动及传热进行研究,分析了过滤器对中间包流场的影响。结果表明,原方案中间包采用湍流控制器+挡墙、挡坝的控流方式,活塞区体积比例为26.33%,死区体积比例为17.94%;用过滤器代替挡坝后优化效果显著,钢液的实际平均停留时间由原来的243.68延长至262.50 s,死区体积比例由17.94%减小至9.11%,过滤器加入后出口处温度仅比原方案出口温度降低了2℃,且安装简单,成本低。现场试验发现,10个炉次后过滤器通道处共吸附夹杂物19 kg,这说明中间包钢液中夹杂物减少,有利于改善铸坯质量。