Physical Modeling of the Vacuum Circulation Refining Process of Molten Steel

The available studies in the literature on physical modeling of the vacuum circulation (RH, i.e. Ruhrstahl Heraeus) refining process of molten steel have briefly been reviewed. The latest advances made by the author with his research group have been summarized. Water modeling was employed to investigate the flow and mixing characteristics of molten steel under the RH and RH KTB (Kawasaki top blowing) conditions and the mass transfer features between molten steel and powder particles in the RH PTB (powder top blowing) refining. The geometric similarity ratio between the model and its prototype (a multifunction RH degasser of 90 t capacity) was 1:5. The effects of the related technological and structural factors were considered. These latest studies have revealed the flow and mixing characteristics of molten steel and the mass transfer features between molten steel and powder particles in these processes, and have provided a better understanding of the refining processes of molten steel.

IF钢生产过程中RH-TB真空脱碳效果的工艺研究

在生产超低碳IF钢的RH-TB真空处理过程中,采用自然脱碳和强制脱碳的工艺方法试验研究了不同初始碳氧含量钢水的脱碳效果.试验结果表明,初始钢水条件和操作方式直接影响钢水脱碳的冶金效果,满足IF钢稳定生产w（C）≤0.0025%及w（TO）≤0.0025%的最佳初始钢水控制条件为w（C）=0.030%～0.040%,a[O]=0.050%～0.070%,相应的温度为1 590～1 610℃.试验结果得到了工业试验的验证.

RH真空精炼系统的混合行为

采用数值分析与水模型实验相结合的方法对RH装置的混合行为进行了研究.研究对象针对整个RH循环系统,并发展一种新的均相流方法建立流场模型.混合行为分析以真空室钢液表面示踪剂的混合速率为基准进行.研究结果表明,示踪剂的扩散速度在开始阶段非常迅速,只有上升管下部区域示踪剂的扩散较慢.数值计算的示踪剂浓度分布与实验观察的结果基本一致.

一种RH新型离合式真空加料系统的开发与应用

钢液成分控制是RH真空处理过程中除脱气、脱碳、脱氧等功能外的一项重要功能。目前,固定式上、下料仓组合投料系统容易在长期频繁投料后密封性下降,经常造成钢液合金成分失控、真空投料能力下降、真空泵抽气时间延长等缺陷,严重影响了真空精炼的效率和品质。另外,这种投料系统的密封结构不易检修与维护,增大了漏料和漏气的可能性。为了严格控制钢液成分,生产出高质量、高附加值的精品钢和特种钢,中国重型机械研究院股份公司研究并开发了一种密封性、准确性、快速性和维护性良好的新型离合式真空加料装置,已应用于国外汽车板RH精炼项目中,取得了令客户满意的效果。

RH真空室内钢液液滴行为的数学模型研究

建立了液滴行为数学模型,对RH精炼过程中真空室内液滴运动轨迹及行为进行跟踪模拟,通过大量液滴行为的统计分析得到液滴对精炼过程中脱气、传热的贡献.

RH真空室在钢水质量控制中的问题与对策

针对鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司RH真空室使用过程中钢水成分和钢水温度均不理想的问题,分析了影响钢水质量因素,采取真空室吹扫、真空室涮洗、真空度测试等措施后,RH处理的钢水成分合格率提高到100%,钢水温度合格率由82%提高到95%,重点钢种探伤合格率由90%提高至98%。

梅钢炼钢厂钢水RH真空处理机械设备技术改进

本文介绍了梅山钢铁股份有限公司炼钢厂钢水RH真空处理系统的改造情况。通过增设一台钢水包运输车,钢水包与维修台车的运行轨道相互交叉布置等措施,RH处理钢水能力得到大大提高。

提高RH炉精炼效率的生产实践

通过改进RH炉浸渍管结构参数,改变浸渍管内部耐材衬厚度从而增大下降管、上升管内径,提高钢液循环流量,缩短RH炉处理时间,提高RH炉精炼效率,降低生产及维护成本。

IF钢碳含量不稳定因素分析

针对攀钢IF钢RH处理过程终点碳含量偏高及不稳定的问题,对IF钢生产工艺过程进行了跟踪调查。结果表明:RH处理前钢水[C]及α_([o])、真空度、脱碳时间、钢包耐火材料及合金增碳等是影响IF钢碳含量偏高及不稳定的主要因素。RH进站[C]含量高于0.045%,终点碳含量与进站碳含量成正比关系;最小真空度越低,脱碳时间越长,终点碳含量就越低。为保证攀钢IF钢碳含量合格,应将RH进站钢水碳含量控制在0.030%～0.045%、α_([o])控制在(500～700)×10^(-6),加强设备监控与维护以维持足够的深真空时间和进一步降低真空度。为减少RH处理后期钢液增碳,在保证真空室不结冷钢的前提下应使用渣线部位不含碳的钢包及低碳合金。

环流式真空脱气装置的钢水混合与循环

通过实测数据及理论参数建立了ＲＨ环流和主要影响因素间的应用关系，计算结果与工业试验数据相吻合。定量分析了顶吹方法对ＲＨ 环流过程钢包所获得的单位搅拌功率的影响。结果表明，顶吹氧射流对钢包混匀时间和循环流量的作用可以忽略。

旋转磁场作用下真空精炼装置内脱碳过程的模拟研究

为了了解旋转磁场下真空精炼装置内的脱碳反应,对RH装置内钢液流场与脱碳过程进行了耦合计算;采用修正的均相流模型计算流场,避免了先前的一些不具推广性的方法,如简化计算区域或者预先规定含气率分布等.分别对有、无旋转磁场作用时的RH系统进行了模拟计算.模拟结果表明:流场和脱碳过程与现有文献中实验结果相符合;当旋转磁场作用后,磁感应强度为0.04 T时,初期脱碳速度比无旋流作用时增加了约15%,这是由于旋流增加了系统的搅拌能,提高了脱碳反应速率.脱碳反应进行到最后阶段,不同磁感应强度下的碳含量趋于同一稳定值.