张兴中
,
任素波
,
周超
,
刘晶晶
,
白明华
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150279
为降低700 mm×700 mm特大方坯连铸机高度，保证大方坯的顺利生产，提出一种内置冷却器的结晶器技术，即“回”字形结晶器。利用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对此结晶器内钢水流场及温度进行模拟，对无内冷却器偏转水口注流结晶器、无内冷却器四孔水口注流结晶器内流场及“回”字形注流结晶器流场、温度场进行研究，表明“回”字形结晶器可以形成水平旋流、均匀钢水成分及坯壳生长、降低钢水冲击深度，部分达到电磁搅拌（M-EMS）的冶金效果，温度场模拟结果表明出口坯壳厚度达到49 mm，满足工艺要求。
关键词:
大方坯
,
内冷却器
,
结晶器
,
流场
,
温度场
李秋荣
,
白明华
,
贺君
,
武金宝
钢铁
通过计算甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷和丙烯等低碳烃与NO反应的热力学函数和低碳烃在电场作用下产生活性粒子的反应焓变,找出合适的低碳烃作为脱除NO的添加剂.根据计算结果.以丙烷和丙烯为例,利用脉冲电晕加氨分别与丙烷和丙烯协同进行了脱除NO的实验研究,得出了最佳工艺参数.在进口风速为1.2 m/s、出口风速为1.0 m/s、进口温度为80℃、出口温度为40℃、脉冲电压为50 kV时,加入丙烯的脱氮率可以达到60%,加入丙烷的脱氮率可接近30%.
关键词:
NO
,
低碳烃
,
热力学分析
,
脉冲电晕
李秋荣
,
白明华
,
贺君
,
武金宝
钢铁
通过计算甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷和丙烯等低碳烃与NO反应的热力学函数和低碳烃在电场作用下产生活性粒子的反应焓变，找出合适的低碳烃作为脱除NO的添加剂。根据计算结果，以丙烷和丙烯为例，利用脉冲电晕加氨分别与丙烷和丙烯协同进行了脱除NO的实验研究，得出了最佳工艺参数。在进口风速为1.2 m/s、出口风速为1.0 m/s、进口温度为80 ℃、出口温度为40 ℃、脉冲电压为50 kV时，加入丙烯的脱氮率可以达到60%，加入丙烷的脱氮率可接近30%。
关键词:
NO;低碳烃;热力学分析;脉冲电晕
白明华
,
符远翔
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140479
将球团矿分别在900℃恒温和升温试验条件下还原，研究了球团矿的还原膨胀行为；分析了2种温度条件下球团膨胀机理；对比了2种条件下的试验结果，观察分析了还原后球团的外观和微观组织形貌，得到了导致2种温度条件下球团膨胀差异的原因。研究结果表明：恒温还原球团的最大膨胀值为18.3%，升温还原时为8.3%，恒温还原球团的膨胀行为更加明显；裂纹和气孔的形成以及金属铁的析出形态差异是造成膨胀差异的主要原因。由此得出，为了得到与实际生产相近的还原膨胀行为，球团矿应该在升温条件或模拟的生产条件下进行还原试验。
关键词:
直接还原
,
球团矿
,
升温条件
,
恒温条件
,
还原膨胀率
葛俊礼
,
白明华
,
朴英敏
,
王健
,
符远翔
,
徐宽
钢铁
气基直接还原铁(DRI)竖炉内的气流分布对DRI生产过程有着重要影响.利用分析软件ANSYS对直接还原铁竖炉内还原气气流分布规律及其影响因素进行研究.模拟分析中将球团矿简化为多孔介质,通过试验测得的惯性阻力系数和黏性阻力系数作为模拟过程的一个基础输入参数.将计算结果通过神经网络找到相互的映射关系,得到气基竖炉部分工艺参数与炉内压强、过渡段串流情况的关系.通过遗传算法优化,得出竖炉内理想气流分布时的状态影响因素.研究结果显示,炉内气流分布状况与状态影响因素有直接关系,并得出影响竖炉内合理流场的主要状态影响因素为炉顶压强和冷却气出口压强.
关键词:
气基直接还原竖炉
,
气流分布
,
多孔介质
,
遗传算法
,
数值模拟
白明华
,
符远翔
钢铁研究
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140234
分析了气基直接还原竖炉还原段参数的影响因素,找到了各参数的研究方法;在模拟的气基直接还原竖炉还原氛围下进行了铁矿石的直接还原实验,研究了铁矿石的还原性和还原膨胀性;采用颗粒离散元仿真分析软件EDEM对颗粒炉料的传输过程进行仿真分析,研究了炉料的下降运动规律;结合实验数据和仿真结果,确定了竖炉还原段参数的表达式.研究结果表明:铁矿石在模拟条件下的必要还原时间约为3h,且还原膨胀率先增大后减小;竖炉中心炉料的下降速度大于边缘炉料的下降速度,且速度超前比受排料速度的影响较小;从上到下还原段内型曲线由3条拟合线段组成,对应的炉身角分别为:87.162°、88.949°以及90.652°.
关键词:
气基竖炉
,
直接还原
,
还原段
,
内型曲线
,
设计方法
白明华
,
闫奇
,
郑志勇
,
陈坚兴
钢铁
连铸结晶器出口处坯壳的安全坯壳厚度对连铸生产的安全顺行、铸坯产品的质量及结晶器长度的设计都有很重要的影响.以特大断面700 mm×700 mm连铸方坯为基础,通过建立坯壳的三维计算模型对结晶器出口处坯壳厚度进行研究,应用有限元模型计算了不同厚度坯壳的应力分布情况,通过铸坯表面应力分布与材料屈服极限来判断不同厚度坯壳模型是否处于安全生产状态,确定保证安全生产的坯壳厚度的极限值.研究结果表明,坯壳厚度在26 mm时表面应力达到屈服极限,随着坯壳厚度增加,铸坯表面应力减小并逐渐远离屈服极限,考虑坯壳生长的不均匀性,讨论了用来修正安全坯壳厚度的安全系数,对于本模型安全系数适用1.46,修正后坯壳的安全平均厚度38mm.
关键词:
连铸
,
方坯
,
工艺参数
,
坯壳厚度
申燕强
,
白明华
,
高朋垒
,
陈坚兴
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150348
为了更加有效控制和减少连铸坯的角部横裂纹质量缺陷，根据其形成的机制，针对两种新型铸坯模型，即圆角和倒角模型进行研究。通过建立特厚连铸矩形坯在凝固过程的传热模型并进行数值模拟，得到铸坯在凝固过程沿拉速方向上温度场和坯壳厚度的分布规律，并在此基础上建立热力耦合模型，分析铸坯的应力变化，讨论了产生裂纹的可能性。研究结果表明，通过对比传统直角模型，得出圆角和倒角模型对铸坯角部温度场和应力场两个方面的分布状况都有改善，即新铸坯模型角部温度在连铸矫直段有效避开了钢的高温脆性区，同时降低了铸坯角部的应力值，减小了角部裂纹产生的可能性。
关键词:
连铸
,
特厚矩形坯
,
角部横裂纹
,
有限元模拟
白明华
,
韩少峰
,
徐宽
,
李路叶
,
吕建超
,
张伟亚
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.05.020
以BL竖炉及工艺参数为计算依据,建立气固传热模型,采用计算流体软件Fluent模拟计算.将球团矿简化为多孔介质,物料的运动采用滑移网格模拟,还原反应采用三步反应参与计算,得到氢气直接还原铁竖炉还原段的温度场,并计算还原气的热效率.结果表明:在一定范围内,随着氢气气量的增加还原段温度梯度逐渐变窄,炉顶气温度逐渐升高,并且还原气的热效率逐渐降低.同时也能够得出还原产物随高度的变化情况.简化的竖炉还原段气固传热模型适用于氢气直接还原竖炉还原段温度场的预测以及炉内反应产物的分析.
关键词:
竖炉
,
氢气
,
直接还原
,
传热模型
,
温度场
,
热效率
赵菲
,
白明华
,
徐宽
,
龙鹄
,
韩少峰
,
董京波
连铸
doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20160089
研究了双侧孔浸入式水口条件下,弧形结晶器内流场受电磁搅拌作用的影响.建立了圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程的电磁场和流场数学模型,分别采用有限元和有限体积法进行数值求解,讨论不同电参数下结晶器内流场分布特点.结果表明:电磁力在水平面沿圆周方向呈非对称分布,竖直面上呈“中间大,两头小”分布;电磁搅拌作用使得结晶器内流场除出现上回流区外,还产生主回流区和下回流区,促进钢水流动,有利于等轴晶的形成和热传递;励磁电流强度是影响电磁搅拌作用的主要因素,频率的影响效果有限,最佳搅拌参数是I=200A,f=3 Hz.
关键词:
电磁搅拌
,
弧形结晶器
,
流场
,
数值模拟
