12流小方坯6流中间包结构优化的数值模拟和冶金效果
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提高连铸小方坯热装温度实践王显;王欣【摘要】通过在连铸工序采用工艺优化、设备维护和加强管理等多项技术,提高了连铸坯剪后温度,同时保证了各流连铸坯温度均匀,连铸坯热装温度比原来提高了100℃,吨钢煤气消耗降低了26m3,节能效果显著.研究结果表明:降低二冷区气体压力对提高连铸坯温度影响较小,提高拉速可使剪后温度提高60℃;统一更换滑块时间可使各流连铸坯温差由50℃降低到20℃;添加保温罩可使连铸坯表面温度提高50℃,角部温度提高80℃.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】5页(P19-23)【关键词】热装温度;连铸坯;二冷配水;加热炉【作者】王显;王欣【作者单位】河北钢铁集团唐山钢铁有限公司炼铁厂,河北唐山063000;河北钢铁集团唐山钢铁有限公司炼铁厂,河北唐山063000【正文语种】中文连铸坯热送热装不仅降低轧钢加热炉的燃料消耗和金属烧损,而且减少了工序环节间的相互等待和阻塞,从而可以大大提高生产效率和经济效益。
实行连铸坯热送热装轧制是根据轧制计划来进行组织炼钢和连铸生产[1,2],因此它对铸坯的质量、钢坯进入轧钢加热炉时的组织、轧钢的宽度衔接和设备运行的可靠性等有非常高的要求。
在加热炉能耗相关的研究中[3],稳定连铸坯热装温度的方法,前人已经做了很多研究。
资料显示,连铸坯装炉温度每提高100℃,加热炉燃料就可节约5%~6%,燃料消耗随热装温度和热装率的提高而大幅度降低;连铸坯装炉温度提高,加热时间大幅缩短,钢坯氧化烧损相应减少。
一般冷装炉钢坯的烧损为1.5%~2%,有的甚至高达2.5%以上,而热装条件下的氧化烧损可降至0.5%~0.7%,有利于提高成材率。
唐钢第二钢轧厂5号、6号连铸机为全弧形连铸机,弧半径6 m,6机6流,主要生产HRB400钢种,用来供棒材厂轧制建筑长材。
生产工艺路线为:转炉冶炼—钢包全程底吹—连铸机—蓄热式加热炉—棒材生产线。
连铸机和棒材轧机的布置方式如图1所示。
·研究与设计·八流方坯中间包流场及温度场数值模拟向宏学1,2① 夏芳勇1,2 逯巍1,2 武国平1,2(1:北京首钢国际工程技术有限公司冶金工程分公司炼钢事业部 北京100043;2:北京市冶金三维仿真设计工程技术研究中心 北京100043)摘 要 随着小方坯连铸机拉速的提高,中间包的冶金功能越来越受到重视。
对于高拉速连铸,钢液中夹杂物需控制严格,中间包内钢水温度和成分的均匀性也至关重要。
合理的中间包流场不仅可以增加夹杂物上浮时间从而减少钢液夹杂,更有利于均匀中间包内钢液温度及成分。
本文基于八流小方坯铸机一体式中间包展开流场、温度场数值模拟计算,计算了三个方案中间包的流场及温度场分布情况。
计算结果表明,挡墙、档坝的设计有利于均匀中间包内钢液流场,减少死区13 2%,延长平均停留时间52s。
湍流抑制器的设置,将中间包液面附近流速由0 2m/s降低至0 14m/s左右,有效的抑制湍流产生,减少卷渣。
关键词 小方坯连铸;中间包;流场;温度场中图法分类号 TG243 TF777.2 文献标识码 ADoi:10 3969/j issn 1001-1269 2024 02 001NumericalSimulationoftheFlowandTemperatureFiledinEightStrandTundishXiangHongxue1,2 XiaFangyong1,2 LuWei1,2 WuGuoping1,2(1:SteelMakingBusinessDivisionofMetallurgicalEngineeringBranch,BSIET,Beijing100043;2:BeijingMetallurgy3 DSimulationDesignEngineeringTechnologyResearchCenter,Beijing100043)ABSTRACT Asthecastingspeedofbilletgrowsupdaily,thetundishmetallurgicalfunctionsarepaidmoreattentions.Forhighspeedcontinuouscasting,theinclusionsinmoltensteelshouldbestrictlycontrolled,alsothetemperatureandcompositionuniformityofmoltensteelintundishareveryimportanttoo.Qualifiedflowfieldintundishcannotonlyreduceinclusionsinmoltensteelbyincreasingthefloatingtime,butalsobegoodtouniformthetemperatureandcompositionofmoltensteel.Inthispaper,basedonthenumericalsimulation,thedistributionofflowandtemperaturefieldofthetundishforeight strandbilletcasteriscalculated.Thecalculationresultsshowthatthedesignofretainingwallanddamisbeneficialtotheuniformoftheflowfield.Thedeadzoneofflowfieldisreducedby13 2%,andtheaverageresidencetimeisincreasedby52s.Theturbulenceinhibitorcanreducetheflowvelocityneartheliquidleveloftundishfromabout0 2m/stoabout0 12m/s,whicheffectivelyinhibitsturbulenceandreducesslagentrapment.KEYWORDS Billetcontinuescasting;Tundish;Flowfiled;Temperaturefiled1 前言随着中间包冶金技术的不断提升,中间包不再是传统意义上的钢水储存、稳流、缓冲容器,逐渐转变成实现夹杂物上浮、夹杂物改质变性处理以及钢水微合金化的冶金反应容器。
文章编号:1671-7872(2024)02-0142-09八流方坯中间包控流装置的优化李 浩1 ,李 新1 ,陶承岗1 ,朱李艳1 ,宋瑛洁2 ,王欣瑶2 ,林小祥2 ,吴全俊2 ,何 飞2(1. 马鞍山钢铁股份有限公司 特钢公司, 安徽 马鞍山 243000;2. 安徽工业大学 冶金工程学院, 安徽 马鞍山243032)摘要:以某钢厂八流方坯中间包为研究对象,采用物理模拟与数值模拟相结合的方法,基于中间包的流场、温度场及钢水停留时间分布等参数评价原控流方案下中间包钢水流动存在的问题;分析挡墙导流孔数量、孔径、位置和倾角对中间包钢水流动特性的影响,优化中间包控流装置。
结果表明:原控流方案下中间包钢水存在死区体积较大、各流一致性较差及温度场不均匀等问题;优化控流方案为在挡墙侧墙减小2个导流孔孔径并提升其位置,在中间墙增加带偏角(43°)和仰角(15°)的小导流孔。
优化方案的中间包流场和温度场得到大幅改善,死区体积比例由原方案的19.04%降至7.06%,活塞流和全混流体积比例均有所增加,且各流滞止时间、实际平均停留时间和峰值时间一致度均提高到80%以上,各流一致性得到大幅提升;优化方案中间包最大温差为16.004 K ,比原方案下降2.182 K ,且各流出口钢液最大温差为0.616 K ,比原方案下降0.944 K ,整个中间包温度场更均匀。
关键词:中间包;控流装置;物理模拟;数值模拟;流场;温度场中图分类号:TF 777 文献标志码:A doi :10.12415/j.issn.1671−7872.23152Optimization of Flow Control Device for Eight-strand Billet TundishLI Hao 1, LI Xin 1, TAO Chenggang 1, ZHU Liyan 1, SONG Yingjie 2, WANG Xinyao 2, LIN Xiaoxiang 2,WU Quanjun 2, HE Fei2(1. Special Steel Company, Maanshan Iron & Steel Co., Ltd, Maanshan 243000, China; 2. School of MetallurgicalEngineering, Anhui University of Technology, Maanshan 243032, China)Abstract :Taking the eight-strand billet tundish of a steel mill as the research object, the physical and numerical simulation methods were used to evaluate the problem of steel flow in the tundish under the original flow control scheme based on parameters such as flow field, temperature field, and residence time distribution. The influence of the number, aperture, position, and inclination angle of diversion holes in the retaining wall on the flow characteristics of steel in the tundish was analyzed to optimize the flow control device in the tundish.The results show that under the original flow control scheme, there are problems with a large dead zone volume, poor consistency among different flows, and uneven temperature field in the ladle molten steel. The optimized flow control plan is to reduce the aperture of two diversion holes on the side wall of the retaining wall and increase their position, and to add small diversion holes with a deviation angle (43°) and an elevation angle (15°) on the middle wall.The flow field and temperature field in the tundish of the optimized scheme are significantly improved, with the收稿日期:2023-10-11基金项目:安徽省高校自然科学基金项目(2022AH050293)作者简介:李浩(1990—),男,安徽马鞍山人,工程师,主要研究方向特殊钢连铸工艺技术开发。
不锈钢小方坯连铸机改进设计刘俊平;代英男;李新强;田川;丘铭军【摘要】本文以某厂的不锈钢六流方坯连铸机为例,从精细化设计的角度出发,详细论述小方坯连铸机设备的改进方式,从浇钢区设备、结晶器振动装置、拉矫机和出坯设备展开说明,将设备设计改进前后的情况对比分析.实践证明本文改进布局合理,降低了生产成本,对不锈钢小方坯连铸机的设计提供参考.【期刊名称】《重型机械》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】5页(P12-16)【关键词】不锈钢小方坯连铸;精细化设计;中间包;结晶器振动装置;拉矫机;出坯设备【作者】刘俊平;代英男;李新强;田川;丘铭军【作者单位】中国重型机械研究院股份公司,陕西西安710032;辽宁忠旺机械设备制造有限公司,辽宁辽阳111003;中国重型机械研究院股份公司,陕西西安710032;中国重型机械研究院股份公司,陕西西安710032;中国重型机械研究院股份公司,陕西西安710032【正文语种】中文【中图分类】TF7770 前言在现代连铸技术中,小方坯连铸设备技术是非常成熟的。
但随着近年来一些新的连铸理念地提出,尤其是设备设计精细化概念地提出,原有的一些设备设计还不够精细化。
本文在设计理论和生产实践的基础上对设备设计的一些方面进行了理论和设备改进,以某厂连铸机的不锈钢六流方坯连铸机为例,将前后的情况对比分析,将设备改进设计的精细化进行阐述,为相关设计提供一些有益的参考。
1 总体设计不锈钢小方坯连铸机流数一般为四流、六流和八流。
这就要求设备维护和操作上既要有可靠性,又需具备友好的操作性。
本文讨论的连铸机为一台六机六流全弧形不锈钢方坯连铸机,精炼炉为2座AOD炉,其主要参数如下:工艺路线 RK+EF法出钢量 150 t年产合格方坯 90万吨弧形半径 10 m铸坯规格200 mm×200 mm,预留150 mm和240 mm方、圆坯定尺 5~12 m工作拉速 0.3~1.5 m/min机械速度 0.3~4 m/min机长 19.7 m冶金长度 28.47m2 改进前结构型式2.1 浇钢区设备中间包是浇钢区域的重要关键设备,有调节钢水连浇和提供一定的夹杂物上浮时间空间的作用。