板坯連鑄中間包鋼液潔凈度的水力學(xué)模擬和應(yīng)用

對(duì)采用轉(zhuǎn)爐-rh精煉-連鑄工藝生產(chǎn)的if鋼連鑄板坯在不同澆鑄階段(開澆、正常、兩爐交接及澆鑄末期)的鑄坯潔凈度進(jìn)行了較為細(xì)致地研究和對(duì)比分析.由于澆鑄初期存在二次氧化及較大程度地增碳,開澆坯[c],[o]t,[n]含量遠(yuǎn)高于其他時(shí)間段的鑄坯,并存在較大尺寸的簇群狀al2o3夾雜.正常坯夾雜主要為尺寸較小(≤30μm)的塊狀及少量簇群狀al2o3夾雜(≤40μm),交接坯及尾坯仍以較小尺寸的塊狀al2o3夾雜為主,但存在極少量大于100μm的復(fù)合夾雜.

根據(jù)太鋼三流220mm×220mm方坯連鑄中間包結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù),利用ansysfluent數(shù)值模擬軟件對(duì)該中間包流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬研究。結(jié)果表明,原型中間包流場(chǎng)不合理,第2流鋼液存在短路流和死區(qū),各流一致性較差。優(yōu)化方案通過在澆注區(qū)設(shè)立擋墻,形成鋼流緩沖區(qū),鋼液重新分配,流場(chǎng)一致性得到了大幅度改善。最優(yōu)方案應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)后,相對(duì)于原方案第1、2流夾雜物數(shù)量分別降低了9.51%、23.52%,流間夾雜物數(shù)量差異降低了52.72%,兩流夾雜物數(shù)量和流間夾雜物數(shù)量差異都明顯降低。

結(jié)合濟(jì)鋼中薄板連鑄機(jī)的生產(chǎn)實(shí)踐,采用圖像分析儀、金相顯微鏡和掃描電鏡能譜儀等檢測(cè)分析方法,對(duì)鑄坯的潔凈度進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,全過程氧含量呈下降趨勢(shì),氮含量呈上升趨勢(shì),夾雜物沿鑄坯厚度方向在中心和內(nèi)外弧表面分布稍多,寬度方向上分布較均勻,大型夾雜物較少,以<10μm為主,球形夾雜物約占60%以上。提出了強(qiáng)化冶煉操作、鐵水預(yù)處理、實(shí)現(xiàn)鋼包下渣自動(dòng)檢測(cè)等工藝改進(jìn)措施。

采用開發(fā)的凝固模擬系統(tǒng)對(duì)0.07%～0.70%碳鋼1500mm×150mm連鑄板坯凝固過程進(jìn)行了模擬。研究了化學(xué)成分、結(jié)晶器水量、二冷區(qū)水流密度、拉坯速度和澆注溫度對(duì)液相穴深度(l)、液固兩相區(qū)高度(h)、結(jié)晶器出口處和二冷區(qū)出口處的坯殼厚度(s1和s2)的影響。結(jié)果表明,隨鋼中c%由0.07%增至0.70%時(shí),l值由400cm增至540cm,在0.17%c時(shí)h有最小值(100cm),s1和s2有最大值(18mm和52mm)。為保證結(jié)晶器出口處的已凝固的坯殼厚度(s1),增大結(jié)晶器冷卻水流量和降低澆注溫度具有明顯的效果

通過中間包水模型試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)研究了u型擋墻中間包和y型擋墻中間包對(duì)夾雜物去除的影響。結(jié)果表明:y型擋墻中間包能提高夾雜物的去除率。與u型擋墻中間包相比,從中間包到鑄坯,鋼中平均總氧去除率顯著提高,鑄坯中大于50μm的夾雜物顯著減少,而顯微夾雜數(shù)目變化不大;同時(shí)y型擋墻中間包內(nèi)各流夾雜物分布較均勻。使用u型擋墻中間包時(shí),中間包到鑄坯過程吸氮較少。

采用數(shù)值模擬的方法,建立了描述某廠結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型;用有限體積法求解,研究了結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流動(dòng)行為,詳細(xì)分析了結(jié)晶器浸入式水口(sen)插入深度、側(cè)孔傾角和拉速對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)的影響。得出了適合該廠連鑄工藝條件的浸入式水口形式和拉坯速度,即水口合理的出口傾角應(yīng)為向下15°左右;在水口結(jié)構(gòu)一定條件下,水口插入深度140～170mm比較適宜;合理的拉速應(yīng)控制在1.4～2.0m/min。

為研究結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng),通過對(duì)工藝參數(shù)的優(yōu)化,進(jìn)一步提高鑄坯質(zhì)量,以天津鋼鐵集團(tuán)有限公司4#-vai板坯連鑄結(jié)晶器為原型進(jìn)行水模試驗(yàn),通過調(diào)節(jié)拉速、水口浸入深度,研究了結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)形態(tài)、液面波動(dòng)、流場(chǎng)沖擊深度和保護(hù)渣形貌等的變化情況。模擬試驗(yàn)表明,在現(xiàn)有參數(shù)和水口尺寸情況下,結(jié)晶器流場(chǎng)合理、液面渣層平穩(wěn)、坯殼厚度均勻,能夠滿足鑄坯質(zhì)量要求。

基于齒邊浮閥塔板流體力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開發(fā)了水力學(xué)模型。介紹了齒邊浮閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),該浮閥塔板克服了f1型浮閥塔板的許多缺點(diǎn),例如液面梯度較大,返混程度比較高,浮閥易旋轉(zhuǎn)、磨損、脫落等。然后根據(jù)其所做的水力學(xué)性能研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸得到水力學(xué)模型,包括干板壓降、濕板壓降、霧沫夾帶、漏液,并對(duì)模型計(jì)算的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:塔板壓降的誤差比較小,霧沫夾帶和漏液的誤差相對(duì)大一點(diǎn),但該模型能較好地反映出齒邊浮閥塔板的水力學(xué)性能,可以為以后水力學(xué)計(jì)算提供參考。

級(jí)聯(lián)的流體狀態(tài)是影響級(jí)聯(lián)分離效果和運(yùn)行安全的重要因素。為開展級(jí)聯(lián)動(dòng)態(tài)水力學(xué)研究,針對(duì)層架型級(jí)聯(lián)系統(tǒng),利用各模塊仿真模型搭建了級(jí)聯(lián)動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)并對(duì)部分動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行了模擬,通過與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析,確定了主機(jī)輕餾分流量方程及壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)方程的具體形式。計(jì)算結(jié)果表明,利用研究得到的系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真模擬,所得到的系統(tǒng)參數(shù)變化與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)符合較好,模擬結(jié)果合理可信,所得仿真模型可用于其他級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的仿真研究,由此得到的級(jí)聯(lián)各設(shè)計(jì)參數(shù)可作為實(shí)際級(jí)聯(lián)調(diào)整和設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。同時(shí),利用研究所得的系統(tǒng)仿真模型,針對(duì)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中可能存在的故障情況進(jìn)行了模擬驗(yàn)證,仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)符合良好,從而以仿真模擬的手段驗(yàn)證了系統(tǒng)中存在的問題。

以150mm×1600~3250mm寬板坯連鑄結(jié)晶器為研究對(duì)象,利用大型商業(yè)軟件ansyscfx10.0建立了1個(gè)三維有限體積模型,對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。研究了拉速、浸入深度、水口傾角、斷面寬度等工藝參數(shù)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)和窄面沖擊壓力的影響。結(jié)果表明:隨著拉速的增大,表面流速和鋼液對(duì)窄面的沖擊壓力都顯著增加,采用較大的水口傾角和浸入深度,可以抑制液面波動(dòng),減少卷渣。

第一章緒論 1-1．20℃的水2.5m 3 ，當(dāng)溫度升至80℃時(shí)，其體積增加多少？ [解]溫度變化前后質(zhì)量守恒，即2211vv 又20℃時(shí)，水的密度31/23.998mkg 80℃時(shí)，水的密度32/83.971mkg 3 2 11 25679.2m v v 則增加的體積為 3 120679.0mvvv 1-2．當(dāng)空氣溫度從0℃增加至20℃時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度增加15%，重度減少10%，問此時(shí)動(dòng)力粘度增加 多少（百分?jǐn)?shù)）？ [解]原原)1.01()15.01( 原原原035.1035.1 035.0 035.1 原 原原 原 原 此時(shí)動(dòng)力粘度增加了3.5% 1-3．有一矩形斷面的寬渠道，其水流速度分布為/)5.0(002.0 2 yhygu，式中、分別為水的 密度和動(dòng)力粘度，h為水深。試求mh5.0時(shí)渠底（y=0）處的

本文從\"以本為本\"出發(fā),結(jié)合本校辦學(xué)定位,以重應(yīng)用培養(yǎng)為目標(biāo),增加應(yīng)用教學(xué)比例,提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多極化模式。同時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的順序和教學(xué)手段,將課堂教學(xué)與微課、在線開放課程等形式的教學(xué)視頻結(jié)合。應(yīng)用發(fā)現(xiàn)該模式能更有效的提高學(xué)生課堂聽課效率、實(shí)驗(yàn)參與度以及課后主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思考的主觀能動(dòng)性。

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中間包鋼水的過熱度對(duì)連鑄坯的質(zhì)量有重要影響,要求將鋼水的溫度控制在穩(wěn)定的目標(biāo)值。過熱度與等軸晶的凝固數(shù)量有很大的關(guān)系,對(duì)于傾向于中心偏析的鋼種,低過熱度澆鑄是基本原則。如鐵素體不銹鋼高過熱度澆鑄會(huì)促進(jìn)柱狀晶的生長(zhǎng),影響其材料的特性。但是整個(gè)澆鑄過程中鋼水溫度處于不穩(wěn)定狀

采用gleeble-1500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了q345b和q345c鋼連鑄板坯的高溫力學(xué)性能,用掃描電鏡觀察了斷口形貌,并分析了脆化機(jī)理。結(jié)果表明:q345b和q345c鋼的第ⅲ脆性區(qū)溫度范圍為700～825℃和600～980℃,在600～1350℃下的抗拉強(qiáng)度均隨溫度的升高而降低,q345c鋼在780～840℃內(nèi)斷面收縮率小于30%,q345b鋼斷面收縮率均大于30%;兩種鋼在1350℃時(shí)均發(fā)生過熔斷裂,1000℃時(shí)均發(fā)生塑性穿晶斷裂,而900℃時(shí)q345b仍為塑性穿晶斷裂,q345c為穿晶與沿晶混合斷裂,兩種鋼在800℃為脆性斷裂,600℃時(shí)轉(zhuǎn)化為塑性斷裂;q345鋼脆化原因有兩個(gè),一是細(xì)小nb(cn)等第二相在奧氏體單相區(qū)晶界處析出導(dǎo)致應(yīng)力集中產(chǎn)生脆化;二是原奧氏體晶界處析出的網(wǎng)狀鐵素體強(qiáng)度低導(dǎo)致脆化。

本文針對(duì)包鋼大方鋼坯連鑄這一成套工藝當(dāng)中的關(guān)鍵設(shè)備—鉗式拉矯機(jī),研究了其結(jié)構(gòu)組成和運(yùn)動(dòng)原理,同時(shí)應(yīng)用材料力學(xué)理論,建立了有關(guān)拉矯機(jī)設(shè)計(jì)的力學(xué)模型,利用該模型可以做到:當(dāng)不同材料下的鋼坯通過拉矯機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),拉矯機(jī)輥?zhàn)拥膹?qiáng)度、撓度和框架的強(qiáng)度是否符合要求,從而說明拉矯機(jī)的可靠性。現(xiàn)在這種方法已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用。

基于現(xiàn)有設(shè)備及工藝條件下，板坯連鑄機(jī)在生產(chǎn)過程中極其容易出現(xiàn)結(jié)晶器鋼液面卷渣、翻鋼以及鑄坯表面出夾渣等嚴(yán)重現(xiàn)象。本文主要構(gòu)建水模型，分析板坯結(jié)晶器液卷渣現(xiàn)象，探究其卷渣原因，基于控制水口結(jié)構(gòu)參數(shù)以及工藝參數(shù)下，對(duì)卷渣影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而提出改進(jìn)措施。

原型觀測(cè)在環(huán)境水力學(xué)中的應(yīng)用 環(huán)境水力學(xué)中包括的問題主要有水質(zhì)、水溫、異重性、生態(tài)調(diào)蓄、高溶解氣 體過飽和以及魚道生態(tài)問題。環(huán)境水力學(xué)中的問題沒有質(zhì)量傳遞的比尺效應(yīng)，不 能用相似率來研究，所以必須用原型觀測(cè)的方法來研究。 原型觀測(cè)是指在工程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)過水建筑物因過水影響進(jìn)行的觀察、監(jiān)測(cè)和分析 活動(dòng)。應(yīng)用到環(huán)境水力學(xué)中，就是對(duì)上述問題進(jìn)行觀察、檢測(cè)和分析 水力學(xué)原型觀測(cè)的意義主要體現(xiàn)在：第一，可用來檢驗(yàn)水工模型試驗(yàn)成果， 為解決縮尺效應(yīng)問題提供資料依據(jù)；其次，可以對(duì)若干水流高速問題進(jìn)行研究生； 此外，還可以直接為工程的安全監(jiān)測(cè)、優(yōu)化調(diào)度服務(wù)，為今后同規(guī)模的類似工程 提供有價(jià)值的參考。 環(huán)境水力學(xué)，是研究污染物在水體中混合輸移的規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科。水力 學(xué)的一個(gè)新分支。環(huán)境水力學(xué)的主要目標(biāo)是，探求因混合、輸移而形成的污染物 濃度隨空間和時(shí)間的變化關(guān)系，為水質(zhì)評(píng)價(jià)與預(yù)報(bào)、水質(zhì)規(guī)劃

對(duì)潷水器的水力模型進(jìn)行研究,提出潷水器排水流速和時(shí)間的理論計(jì)算方法,最后以潷水器樣機(jī)流量的實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值作比較,結(jié)果表明,本文提出的理論計(jì)算方法是正確的

傳統(tǒng)方法是將引水隧洞內(nèi)水流假定為恒定流狀態(tài)進(jìn)行糙率的反推計(jì)算,而未考慮引水隧洞內(nèi)水流非恒定性,本文引入圣維南方程組,采用數(shù)學(xué)差分法求解方程,建立適合于引水隧洞的水力學(xué)模型,結(jié)合隧洞實(shí)測(cè)水位流量資料,反推引水隧洞的糙率。研究結(jié)果表明:建立的水力學(xué)模型可用于隧洞的糙率反推計(jì)算,計(jì)算結(jié)果合理且符合水工建筑物糙率計(jì)算規(guī)范要求。研究成果可供引水隧洞糙率推求參考。

鋼潔凈度的評(píng)定和控制_二_

采取分層、分段施工方法,從基礎(chǔ)底板、墻壁、平臺(tái)、溝道到基礎(chǔ)頂板共經(jīng)歷了三個(gè)大的階段;在施工中采取了一系列措施,解決了鋼筋綁扎、模板安裝和大體積砼施工上的難題,最終成功地完成了軋機(jī)區(qū)設(shè)備基礎(chǔ)施工的全過程。