环出钢口吹氩控制钢包下渣新工艺实验研究

摘要

连续铸钢生产过程中，钢包渣一旦流入中间包，会影响钢水的洁净度，且容易造成钢材表面质量问题。研究表明，减少钢包下渣可有效地提高钢水的洁净度。对于炼钢连铸而言，汇流旋涡造成的下渣危害最大，是钢包下渣最主要的原因。受钢包底吹氩精炼工艺启发，若能开发出环钢包出钢口吹氩控制钢包下渣新工艺，有望能经济地解决目前钢包浇注过程中余钢量较多的难题。为此，本实验进行浇注钢包环出钢口吹氩控制下渣新工艺技术研究，为控制下渣新工艺的开发提供理论基础。
　　本文以某钢厂钢包为原型，基于相似原理建立了1∶5的钢包物理模拟系统，首先研究了钢包浇注过程中汇流漩涡的产生及变化过程，重点考察了偏心率、钢包渣黏度等参数对漩涡产生临界高度的影响规律。在前边实验的基础上考察了吹氩参数（吹气量、初始吹氩液面高度及压力）、吹气元件参数（内圆半径和宽度）、水口偏心率及钢包渣黏度对抑制汇流漩涡的影响规律。主要得出以下结论:
　　(1)钢包浇注的过程中，钢包内钢水漩涡产生的临界高度随水口偏心率的增大而减小;初始液面高度小于一定高度时，产生漩涡的临界高度随着初始液面高度的增加而增加，初始液面高度高于一定高度后，漩涡产生的临界高度的影响可以忽略，故本实验中采用230mm初始液面高度;钢水漩涡产生的临界高度随钢渣黏度的减小而增大。
　　(2)环出钢口吹氩实验结果表明:随气量增大，其抑制漩涡产生的效果越明显，当吹氩量增至0.4NL/min时，其抑制漩涡的效果最佳，随气量继续增大，由于液面波动过于剧烈，会对漩涡的抑制作用产生副作用;初始吹氩高度和压力对抑制漩涡产生的影响不大。
　　(3)就本实验考察的吹气元件而言，内圆半径为38mm时产生漩涡的临界高度要小于内圆半径为33mm时的漩涡临界高度;宽度为30mm时产生漩涡的临界高度小于宽度为25mm时的漩涡临界高度;4号吹气元件（内圆半径38mm、宽度30mm）抑制漩涡产生的效果最佳。
　　(4)随水口的偏心率的增大，产生漩涡的临界高度变小，表明较大的水口偏心率有利于控制钢包下渣。
　　(5)随钢包渣黏度的升高，产生漩涡的临界高度减小，表明较大的钢包渣黏度有利于控制钢包下渣。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 炉外精炼概况

1．1．1 现代冶金工业中炉外精炼的发展概述

1．1．2 炉外精炼在连铸中的作用

1．2 连续铸钢技术

1．2．1 连续铸钢的发展历程

1．2．2 连续铸钢的优势

1．2．3 钢包浇注工艺

1．3 本课题研究的内容和意义

第2章 文献综述

2．1 气泡行为的研究

2．2 氩气搅拌功的研究

2．3 钢包内流场的研究

2．4 炉内温度场的研究

2．5 气液两相区的研究

2．6 临界卷渣底吹流量的研究

2．7 吹氩去除夹杂物的研究

2．8 钢包浇注过程的研究

第3章 物理模型的建立

3．1 实验原理

3．1．1 几何相似

3．1．2 动力相似

3．1．3 渣钢界面的相似条件

3．2 实验装置

3．3 实验方案

3．3．1 漩涡产生的临界高度及影响因素

3．3．2 吹氩参数对抑制汇流漩涡的影响

3．3．3 环出钢口吹气元件参数对汇流漩涡的影响

3．3．4 钢包参数对抑制汇流漩涡的影响

3．3．5 钢包渣参数对汇流漩涡的影响

3．4 数据处理

第4章 实验结果与分析

4．1 漩涡的产生及变化过程

4．2 漩涡产生的I临界高度及影响因素

4．2．1 不同水口位置对漩涡产生的影响

4．2．2 不同初始液面高度对漩涡产生的影响

4．2．3 不同真空泵油与煤油配比对漩涡产生的影响

4．3 吹氩参数对抑制汇流漩涡的影响

4．4 环出钢口吹气元件参数对汇流漩涡的影响

4．5 钢包参数对抑制汇流漩涡的影响

4．6 钢包渣参数对汇流漩涡的影响

第5章 结论

参考文献

致谢

作者简介

文中包含图、表、公式及文献