渦流式連鑄結(jié)晶器鋼水液位儀

日本川崎鋼鐵公司采用內(nèi)腔220～300mm、4×1.25～2m的弧形結(jié)晶器澆注板坯。為了克服連鑄時(shí)氧化鋁、結(jié)晶器保護(hù)渣和為防止浸入式水口阻塞而噴吹的氬氣所造成的缺陷,該公司認(rèn)為必須研究鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的流動(dòng)方式以及噴吹氣體對它的影響,并找出控制鋼水流動(dòng)方式的方法。

主要闡述了承鋼提釩鋼軋二廠為提高產(chǎn)品質(zhì)量,降耗增效,提出了結(jié)晶器流場存在的問題,圍繞著改善結(jié)晶器流場的思路,重點(diǎn)從保護(hù)澆注、振動(dòng)、浸入式水口方面入手對結(jié)晶器流場進(jìn)行了優(yōu)化,在生產(chǎn)中取得了顯著效果。

介紹結(jié)晶器鋼水液位計(jì)的原理和方法,該液位計(jì)由γ射線源、核輻射探測器和數(shù)據(jù)處理單元組成。數(shù)據(jù)處理單元以單片機(jī)為中心,采用簡便實(shí)用的信號數(shù)字處理方法,解決了同位素測量儀表中提高采樣頻率實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量和增加測量時(shí)間減少統(tǒng)計(jì)誤差的矛盾,應(yīng)用表明儀表工作穩(wěn)定可靠,測量效果良好

以150mm×1600~3250mm寬板坯連鑄結(jié)晶器為研究對象,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)對結(jié)晶器內(nèi)流場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。

針對不銹鋼板坯結(jié)晶器的特點(diǎn)建立了數(shù)學(xué)模型,考察了浸入式水口的出鋼孔傾角、插入深度、拉速、板坯寬度等對結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場的影響,為實(shí)際生產(chǎn)中澆注工藝參數(shù)的確定提供了理論依據(jù),并在其后的生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。

以低碳鋼種q235b、250mm×1600mm鑄坯為研究對象,在某鋼廠采用連鑄結(jié)晶器振動(dòng)喂鋼帶技術(shù),往連鑄結(jié)晶器鋼水中喂送低碳鋼帶。研究了連鑄結(jié)晶器振動(dòng)喂鋼帶對鑄坯的組織結(jié)構(gòu)以及性能的影響,結(jié)果表明,采用連鑄結(jié)晶器振動(dòng)喂鋼帶技術(shù),連鑄坯中心疏松與宏觀偏析分散且有所減輕,可改善其宏觀組織結(jié)構(gòu)質(zhì)量,降低軸向區(qū)域化學(xué)非均質(zhì)性,以及提高厚軋板的可塑性。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果,采用物理模擬和數(shù)學(xué)模擬相結(jié)合的方法,系統(tǒng)地研究了浸入式水口單側(cè)結(jié)瘤對結(jié)晶器內(nèi)流場、液渣層以及氣泡的影響,同時(shí),還考察了不同體積的結(jié)瘤物脫落進(jìn)入結(jié)晶器后的運(yùn)動(dòng)軌跡。研究結(jié)果表明,水口單孔結(jié)瘤將導(dǎo)致結(jié)晶器兩側(cè)流場不對稱。相比較于結(jié)瘤側(cè),未結(jié)瘤側(cè)流量增加,流股沖擊增強(qiáng),保護(hù)渣卷入鋼液的幾率增大,同時(shí),未結(jié)瘤側(cè)的氣泡數(shù)量增多,氣泡穿透深度增大。此外發(fā)現(xiàn),不同體積結(jié)瘤物脫落進(jìn)入結(jié)晶器后,粒徑較大者更容易上浮至結(jié)晶器液面。

以某廠板坯連鑄結(jié)晶器為原型,采用1∶1的水模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),研究表明:增加拉速、減小水口的浸入深度、減小水口出口向下的傾角以及增加水口的吹氣量均會(huì)增加結(jié)晶器內(nèi)鋼液的表面流速、增大結(jié)晶器內(nèi)卷渣的傾向,其中拉速的增加對表面流速的影響最大。

以承德鋼鐵廠板坯連鑄結(jié)晶器為原型,采用1∶1的水模型進(jìn)行試驗(yàn),研究了拉速、浸入式水口出口角度、水口浸入深度、水口底面結(jié)構(gòu)及結(jié)晶器斷面寬度等工藝參數(shù)對板坯結(jié)晶器內(nèi)表面流速的影響。結(jié)果表明:拉速對表面流速的影響最大,隨著拉速的提高,結(jié)晶器內(nèi)鋼液表面流速明顯增大,當(dāng)斷面寬度為1650mm,拉速由0.7m/min提高到1.4m/min,表面流速由0.04m/s提高到0.1m/s;波浪面結(jié)構(gòu)的浸入式水口表面流速效果最優(yōu)。

針對萊鋼3#板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)裝置存在的問題,對其進(jìn)行改造。采用液壓振動(dòng)裝置來代替四輪偏心式機(jī)械振動(dòng)裝置,建立結(jié)晶器重量及振動(dòng)單元模型,應(yīng)用ansys對系統(tǒng)的模態(tài)分析及瞬態(tài)分析計(jì)算。熱試結(jié)果表明,采用結(jié)晶器液壓振動(dòng)裝置,可有效改善鑄坯質(zhì)量。

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)孔傾角和拉速對結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場的影響。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。

天鋼3號連鑄機(jī)結(jié)晶器原為機(jī)械振動(dòng),其振動(dòng)不平穩(wěn),維修成本高,影響初生坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的脫模及潤滑,鑄坯質(zhì)量也受到影響.對3號連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)方式進(jìn)行了改造,由原設(shè)計(jì)的四偏心式機(jī)械振動(dòng)裝置改為液壓振動(dòng).改造后,實(shí)現(xiàn)了在線調(diào)控振動(dòng)波形、振動(dòng)振幅及振動(dòng)頻率的目的,鑄機(jī)拉速提高,鑄坯振痕深度和鑄坯邊裂發(fā)生率降低,連鑄機(jī)生產(chǎn)過程中的振動(dòng)更加穩(wěn)定,鑄坯質(zhì)量得到進(jìn)一步提高,在一定程度上也減少了漏鋼事故的發(fā)生幾率.

研究了南京鋼鐵集團(tuán)公司煉鋼廠1000mm×180mm板坯連鑄結(jié)晶器喂鋁絲的工藝,結(jié)果表明,在鑄坯拉速1.09～1.22m/min、鋁絲喂速15～20m/min、喂鋁量167.26～249.61g/t時(shí),鑄坯al含量均勻,改善了q345q鋼板材的機(jī)械性能。

國內(nèi)某廠2臺(tái)板坯連鑄機(jī)在生產(chǎn)過程中,發(fā)生的粘結(jié)漏鋼事故全部集中在1號鑄機(jī)之上。觀測發(fā)現(xiàn)1號鑄機(jī)生產(chǎn)的鑄坯表面振痕相對更為紊亂,因此結(jié)晶器振動(dòng)狀態(tài)不良是造成粘結(jié)漏鋼的主要原因,有必要對其進(jìn)行檢測。設(shè)計(jì)并制造了一種便攜式板坯連鑄結(jié)晶器振動(dòng)檢測裝置,其由數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)線、加速度傳感器組成,同時(shí)開發(fā)了一套界面友好、操作簡便的振動(dòng)檢測系統(tǒng)軟件,可對結(jié)晶器振動(dòng)情況進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)采集,并通過軟件快速自動(dòng)生成關(guān)于結(jié)晶器振動(dòng)頻率、振幅、偏擺、振動(dòng)速度、振動(dòng)位移及軌跡的分析報(bào)告,具有裝卸簡便、穩(wěn)定可靠、精度高的特點(diǎn)。檢測結(jié)果表明,1號鑄機(jī)的結(jié)晶器振動(dòng)偏擺量可達(dá)到0.6mm以上,振動(dòng)速度曲線不符合正弦函數(shù)規(guī)律。為此,對該鑄機(jī)的結(jié)晶器振動(dòng)裝置進(jìn)行了改進(jìn),粘結(jié)漏鋼頻率由6次/月降低到0~1次/月。

介紹了一種在鋼鐵連鑄結(jié)晶器連續(xù)液位儀上使用的bgo閃爍體探測器電路的設(shè)計(jì),并給出了信號處理電路的測試結(jié)果。

針對薄板坯連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼結(jié)晶器液位波動(dòng)的問題,從現(xiàn)場操作、工藝優(yōu)化、設(shè)備維護(hù)等方面對造成液位波動(dòng)的原因及影響因素進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上采取了相應(yīng)的措施,使?jié)茶T過程中結(jié)晶器液位波動(dòng)到了很好的控制,滿足了生產(chǎn)需求。

通過1∶2薄板坯連鑄水模型實(shí)驗(yàn),研究了馬鋼70mm×1600mm薄板坯連鑄結(jié)晶器在不同水口結(jié)構(gòu)、不同工藝參數(shù)條件下的流場。結(jié)果表明:在其他條件相同時(shí),出口面積比為2.34、出口傾角為11.5°的5號水口所對應(yīng)的流場優(yōu)于其它水口。

本檢測裝置主要用于小方坯連鑄結(jié)晶器鋼水液面自動(dòng)檢測和參予結(jié)晶器鋼水液面自動(dòng)控制,以穩(wěn)定連鑄操作和實(shí)現(xiàn)操作最佳化,從而提高鑄坯質(zhì)量和開拓新品種。本檢測裝置是基于鋼水的電渦流效應(yīng)工作的。它由三部份組成:(1)激勵(lì)線圈和振蕩器用以產(chǎn)生一次交變磁通,并使其穿過被測鋼水液面,在鋼水中感應(yīng)出電渦流,進(jìn)而產(chǎn)生二次磁通;(2)檢測線圈用以檢測電渦流產(chǎn)生的二次磁通變化,并感應(yīng)出電壓信號,該電壓信號的強(qiáng)弱反映了鋼水液位高低;(3)信號處理電路對檢測線圈感應(yīng)出的電壓信號進(jìn)行放大、處理,最后輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓信號和電流信號。本裝置主要技術(shù)指標(biāo):

在連鑄生產(chǎn)工藝中,結(jié)晶器中鋼水液面的波動(dòng)必須保持在一定范圍內(nèi),否則將直接影響拉坯質(zhì)量,造成拉漏事故。采用鋼水液面控制儀,可將結(jié)晶器中的鋼水穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi),大大提高拉坯質(zhì)量,避免拉漏現(xiàn)象的發(fā)生。

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，對卷渣影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而提出改進(jìn)措施。

"液位儀探棒"是一種先進(jìn)的液位測量工具，廣泛應(yīng)用于各種液體儲(chǔ)存設(shè)備中。它通過精確地測量液體的高度，為用戶提供準(zhǔn)確的液位數(shù)據(jù)，幫助用戶更好地管理和控制液體。液位儀探棒的出現(xiàn)，大大提高了液位測量的準(zhǔn)確性和效率，減少了人工測量的誤差和不便，為工業(yè)生產(chǎn)和科研活動(dòng)提供了重要的技術(shù)支持。

從安全的角度出發(fā),介紹了連鑄機(jī)137cs鋼水液位控制儀對γ源及敏感探測元件的選擇、輻射防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及設(shè)備的安裝與保護(hù)措施等。生產(chǎn)實(shí)踐證明:137cs鋼水液位控制儀液位測量快速、準(zhǔn)確,能適應(yīng)現(xiàn)場工作環(huán)境,結(jié)構(gòu)安全可靠