改善aisi321連鑄生產(chǎn)過程及實物質(zhì)量分析(編輯修改稿)
2025-07-13 12:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 最普遍的技術(shù)措施之一，是最簡便而有效地凈化鋼液的方法。在中間包中安置擋墻和擋壩，可以有效地改變鋼液流向，延長鋼液在中間包中的停留時間，促進(jìn)夾雜物的上浮。①擋墻一般橫跨整個中間包寬度，從鋼液面上部延伸到距中間包底部一定距離，鋼液從擋墻下方流過，其在中間包內(nèi)的作用是：，控制大包注流對中間包鋼液的攪拌強度，促進(jìn)小夾雜物碰撞凝并成大顆粒夾雜物，以便于小顆粒夾雜物的上浮去除。，防止從大包卷入到中間包的渣子流入到中間包水口側(cè)，減少因大包卷渣造成的鋼液二次污染。，穩(wěn)定擋墻下游中間包鋼液的液面，有利于減少因鋼液表面卷渣，二次氧化和沖刷所產(chǎn)生的夾雜量。②擋壩一般橫跨在整個中間包寬度，從中間包底部向上延伸至距鋼液面之下一定距離。鋼液從擋壩上流過。擋壩一般具有以下的作用：，延長鋼液在中間包內(nèi)的流動距離，增加鋼液在中間包的平均停留時間。，降低鋼液的水平流動速度。，可以產(chǎn)生指向鋼液表面的流動，縮短夾雜物的上浮距離，有利于夾雜物的上浮去除和保護(hù)渣吸收夾雜物。⑶導(dǎo)流隔墻和過濾器①導(dǎo)流隔墻在一個將上下游完全隔開的耐火材料壁上設(shè)置若干個不同尺寸和傾角的孔洞，使鋼液根據(jù)需要的方向流過孔洞。當(dāng)鋼液通過導(dǎo)流隔墻時，導(dǎo)流隔墻將中間包的湍動流動限制在一定的范圍內(nèi)，可產(chǎn)生向表面流動的流股，以促進(jìn)夾雜物與保護(hù)渣接觸的機會，有利于夾雜物的去除。②過濾器帶有微孔結(jié)構(gòu)的隔墻，鋼液從微孔流過。在中間包鋼液中，對于直徑大于50μm的大顆粒夾雜物可以采取簡便的凈化措施將它們與鋼液分離從而使它們上浮去除。但對于直徑小于50μm的夾雜物因其上浮速度小而很難去除。過濾器就是用來捕捉這些小顆粒夾雜物，以凈化鋼液。但使用過濾器的有其自身的缺點：微孔小，容易堵塞；鋼液通過過濾器的流量?。贿^濾器的成本高，在應(yīng)用上受到限制。⑷中間包吹氬在中間包底部中吹氬可以形成氣幕隔墻，可以改善中間包鋼液的流動特性，同時氣幕可以對夾雜物起到隔離作用，阻止夾雜物流到中間包水口側(cè)。另外，與小氣泡碰撞的大、小夾雜物，將隨氣泡上浮至鋼液面上，進(jìn)入到中間包保護(hù)渣中。⑸湍流控制器這種裝置安裝在大包注流點正下方，能耗散湍動能，降低中間包的湍流程度和速度，從而得到更平靜的中間包。中間包采用這種裝置后，鋼液的飛濺大大降低，減少了因異鋼種連澆和換包時液面下降和穩(wěn)態(tài)澆注時所產(chǎn)生的卷渣。由于中間包內(nèi)存在明顯的底部流，所以大部分夾雜物來不及上浮到鋼液表面，就在出流的卷吸作用下進(jìn)入結(jié)晶器，對于直徑10μm的夾雜物顆粒，其去除率較低，%，對于直徑50μm的夾雜物顆粒，%，對于直徑100μm的夾雜物顆粒，由于其顆粒直徑較大，上浮速度快，所以其去除率也有所提高，%。1999年，、數(shù)模和工廠應(yīng)用研究。使用的中間包為小方坯中間包，只采用導(dǎo)流隔墻作為控流裝置。在多組實驗研究中他們發(fā)現(xiàn)，只采用導(dǎo)流隔墻的中間包最小停留時間小，特別是靠近大包注流的兩個相鄰中間包水口最小停留時間分別僅為10秒和24秒，活塞流體積分率僅為2%和5%,死區(qū)體積分率高達(dá)55%和43%，并且在這兩個水口處存在著短路流。該實驗情況和我們廠的情況相似，可以從一定程度上說明我們的中間包控流設(shè)施不足，鋼液流場不合理中間包冶金功能不強。所以我們需要對中間包控流裝置進(jìn)行研究，使得中間包發(fā)揮良好的冶金功能。由夾雜物顆粒運動軌跡，可以看出，由于擋墻和擋壩的作用，消除了中間包內(nèi)的底部流，延長了鋼液的流動路徑，并且由于擋壩的作用，鋼液翻過擋壩后斜向上流動直達(dá)鋼液自由表面，這種向上的流動可以使夾雜物隨同鋼液一起到達(dá)鋼液表面而被保護(hù)渣吸收。所以其夾雜物的去除率大于無控流裝置時夾雜物的排除率，對于直徑10μm的夾雜物顆粒，%，%，對于直徑100μm的夾雜物顆粒，%。由于擋墻的作用，把鋼液的注流區(qū)限制在較小的范圍內(nèi)，使擋墻左側(cè)區(qū)域鋼液的流動平穩(wěn)，有利于夾雜物的上浮。所以擋墻擋壩加湍流控制器的控流裝置下夾雜物的去除率有所提高，對于直徑10μm的夾雜物顆粒，%，對于直徑50μm的夾雜物顆粒，%，對于直徑100μm的夾雜物顆粒，其去除率為100%。其運動軌跡與無控流裝置下運動軌跡相似，夾雜物到達(dá)擋壩時，夾雜物上浮高度已經(jīng)超過擋壩的高度，然后在出流的卷吸作用下，大部分夾雜物顆粒隨鋼液進(jìn)入到結(jié)晶器中，對于直徑10μm的夾雜物顆粒，其去除率較低，%，對于直徑50μm的夾雜物顆粒，%，對于直徑100μm的夾雜物顆粒，%。可以看出由于湍流控制器的作用，鋼液的整體流速較小，鋼液到達(dá)擋壩時，一部分鋼液翻過擋壩形成向上流動的流股，另一部分鋼液在擋壩和側(cè)壁交界處沿著側(cè)壁向上流動到自由表面。這兩種流動形式均有利于夾雜物的上浮，對于直徑10μm的夾雜物顆粒，%，對于直徑50μm的夾雜物顆粒，%，對于直徑100μm的夾雜物顆粒，其去除率為100%。對以上五種方案得出的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析得出：Table five binations of eigenvalue statistics死區(qū)比例%最短停留時間S鋼液的平均停留時間增加%活塞體積%直徑10μm%直徑50μm%直徑100μm%無控流設(shè)備的200擋墻+擋壩57
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