澆鑄過(guò)程中保持低過(guò)熱度恒溫澆鑄,是一種有效提高連鑄效率和鑄坯質(zhì)量的方法。中間包內(nèi)鋼液在澆鑄過(guò)程中不可避免發(fā)生溫降現(xiàn)象,無(wú)法穩(wěn)定保持低過(guò)熱度恒溫澆鑄。等離子加熱作為一種控制中間包內(nèi)鋼液溫度的有效方法,它通過(guò)電極通電將工質(zhì)氣體充分電離,形成高能量的電弧等離子體對(duì)中間包內(nèi)鋼液進(jìn)行加熱。因此,若能高效利用等離子加熱方法,將有助于實(shí)現(xiàn)低過(guò)熱度恒溫澆鑄。本論文圍繞大方坯連鑄中間包等離子加熱技術(shù)研究與應(yīng)用,獲得如下結(jié)論:實(shí)現(xiàn)了等離子加熱中間包過(guò)程的模擬研究,水力學(xué)試驗(yàn)利用高溫水蒸氣來(lái)模擬等離子加熱過(guò)程。結(jié)果表明等離子加熱后,中間包內(nèi)鋼液溫度場(chǎng)均勻性提高,彌補(bǔ)了無(wú)等離子加熱條件下的鋼液溫降,有效改善中間包內(nèi)鋼液的溫度場(chǎng)和流場(chǎng),促進(jìn)了鋼液之間的熱量傳遞。數(shù)值模擬采用VOF模型,假設(shè)等離子弧為簡(jiǎn)單熱源,比較無(wú)等離子加熱和加熱功率在300 KW、500 KW、1000 KW條件下中間包內(nèi)鋼液溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的變化。建立了 45鋼連鑄坯的微觀組織生長(zhǎng)模型,并通過(guò)耦合宏觀溫度場(chǎng)模型,計(jì)算了等離子加熱條件下不同過(guò)熱度對(duì)鑄坯凝固組織的影響。分析了過(guò)熱度從20℃增加至60℃范圍內(nèi)結(jié)晶器、足輥、二冷一段、二冷二段內(nèi)的坯殼厚... 

【文章來(lái)源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１連鑄流程圖??

煉鋼液的任務(wù)。２０世紀(jì)８０年代初期，Ａ．ＭｃｌｅａｎＭ首次提出了“中間包冶金”的??概念，通過(guò)中間包冶金，可以防止鋼水二次氧化和吸氣、改善鋼水流動(dòng)狀態(tài)、??防止卷渣和促進(jìn)夾雜物上涪控制夾雜物形態(tài)和精確控制鋼水的過(guò)熱度。所??以，中間包冶金己經(jīng)發(fā)展成為一種保證鑄坯質(zhì)量和連鑄工藝穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)而有??效的冶金技術(shù)。??１０?＿?邊??ｒ??１－消旋器；２－塞棒；３－浸入式水口；?４－透氣條；５－擋壩；６－擋墻；??７－沖擊槽；８－長(zhǎng)水口；?９－工作層；１０－永久層；１１－中包渣面??圖２－２中間包內(nèi)部結(jié)構(gòu)７Ｆ意圖??２．２．１中間包冶金功能??中間包隨著冶金技術(shù)發(fā)展從簡(jiǎn)單的過(guò)渡容器發(fā)展成為具有多功能的連續(xù)??精煉的反應(yīng)器。中間包主要有以下幾大冶金功能??（１）消除鋼液再次污染的來(lái)源，即防止二次氧化、減輕耐火材料侵蝕、??減少渣的卷入以及渣中氧化物的危害；??（２）改善鋼液流動(dòng)條件，即防止短路流，改善鋼液流動(dòng)方向，減小流動(dòng)??死區(qū)，延長(zhǎng)鋼液的停留時(shí)間，盡最大可能去除鋼液中夾雜物；??（３）選擇合適的包襯材料和覆蓋劑，可減少熱量損失且有利于夾雜物上??浮去除；??（４）控制好鋼液溫度，保持合適過(guò)熱度，必要時(shí)增加加熱措施；??（５）附加的冶金工藝，如合金成分微調(diào)、夾雜物形態(tài)控制等。??中間包作為煉鋼生產(chǎn)流程中一個(gè)獨(dú)立的二次精煉反應(yīng)器［１２］，冶金工作者??先后對(duì)中間包包體結(jié)構(gòu)改進(jìn)、加設(shè)擋墻、壩、堰和湍流控制器等控流裝置做??了大量的研宄分析工作，其主要目的就是為了改善中間包內(nèi)鋼液流動(dòng)狀況，??促進(jìn)鋼液中夾雜物盡可能上浮去除，以達(dá)到提高鑄坯質(zhì)量的目的。??－４?－??

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)、溫度分布與夾雜物的運(yùn)動(dòng)路線，并對(duì)不同擋墻擋壩組??合方式、過(guò)濾器、拉速等工藝參數(shù)對(duì)中間包內(nèi)鋼液的實(shí)際平均停留時(shí)間和夾??雜物去除率的影響進(jìn)行了著重研宂。研究發(fā)現(xiàn)，同樣工況條件下未安裝過(guò)濾??器時(shí)夾雜物上浮率為４３．６５?％，安裝過(guò)濾器后夾雜物上浮率為５２．５９?％，上??浮率提高了?８．９４?％，夾雜物速度軌跡如圖２－４所示。??壁面?ＷＨＷＶ??ａ）中間僅?ｂ）過(guò)濾器（ＹＯＺ面）??圖２－３中間包裝置圖??絲觸度錢??—－１．６５２＜－００－１?，?５９８０－００４??—１，２４０ｅ－＜ＫＭ?－｜?Ｉ９８ｃ－０（Ｍ??－４１５９ｅ－００５?￣??／?／?Ｂ－３?９９６Ｏ－００５?７／??一＾?Ｉ?．?ｖ?Ｉ?ａ．?ｔｃ??｜?ａＬ＿＾７１?＇Ｔｃｒａ，?ｒ?■｝？■．．￥?丨＾如?ｒ?ｘ??ｆｍ?－?５ａ－１］?ｌｍ?？?？Ａ－ＩＪ??ａ有過(guò)濾器情況?ｂ無(wú)過(guò)濾器情況??圖２－４有無(wú)過(guò)濾器情況夾雜物軌跡對(duì)比??張利君，劉金剛等人［７｜］利用數(shù)值模擬方法對(duì)某鋼廠擴(kuò)容至３８?ｔ的板坯連??鑄中間包控流裝置進(jìn)行優(yōu)化研宄。實(shí)驗(yàn)著重研宄了擋墻和擋壩的數(shù)量及位置??對(duì)中間包內(nèi)鋼液的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和滯留時(shí)間的影響，并綜合中間包冶金效果和生??產(chǎn)成本進(jìn)行分析，最＾為現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)提出了湍流抑制器＋擋墻＋擋壩組合??情況下的控流裝置為最佳方案，使用該方案后中間包死區(qū)降低至４．２?％。??－１７?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]水平連鑄中間包等離子加熱器控制方法的研究[D]. 唐偉.南華大學(xué) 2011
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本文編號(hào)：3097810