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基于三维细观随机模型的耐火浇注料损伤
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作者 黄育飞 苏安 +2 位作者 杨鑫 张湲鹭 何志军 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1318-1325,共8页
细观尺度的耐火浇注料损伤研究对揭示损伤演化过程与机制意义重大。借助计算机辅助技术,应用Matlab编译耐火浇注料三维随机模型随机生成程序,并结合Comsol Multiphysics建模工具,建立了符合耐火浇注料颗粒级配的三维细观随机模型,随后导... 细观尺度的耐火浇注料损伤研究对揭示损伤演化过程与机制意义重大。借助计算机辅助技术,应用Matlab编译耐火浇注料三维随机模型随机生成程序,并结合Comsol Multiphysics建模工具,建立了符合耐火浇注料颗粒级配的三维细观随机模型,随后导入Abaqus,最大主应力准则作为裂纹开裂准则,研究了耐火浇注料损伤演化全过程。结果显示本模型可以捕捉到从微观到宏观不同尺度上的微裂纹扩展行为;耐火浇注料应用过程中微裂纹通常起始于基质部分的缺陷处,并在骨料周围45°位向方向快速扩展。基质间相邻裂纹尖端的应力分布与骨料的存在可影响裂纹的扩展路径,使其在骨料周围发生偏转,弯曲方向远离骨料颗粒,其结果与实际损伤破坏结果一致。 展开更多
关键词 耐火浇注料 ABAQUS 随机模型 微裂纹 损伤
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底吹气泡运动行为及其对混匀影响的水模实验 被引量:1
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作者 杜亭辉 冯亮花 +1 位作者 吴明涛 康小兵 《特殊钢》 2024年第3期22-26,共5页
建立底吹金属熔池水模实验平台,采用高速摄影技术及图像处理手段,分析了狭缝宽度和底吹流量对气泡的大小、数量、速度、受力的影响规律;通过测量溶液内电导率的变化来反映溶液的混匀情况,明确底吹结构和参数对溶液的搅拌强度。结果表明... 建立底吹金属熔池水模实验平台,采用高速摄影技术及图像处理手段,分析了狭缝宽度和底吹流量对气泡的大小、数量、速度、受力的影响规律;通过测量溶液内电导率的变化来反映溶液的混匀情况,明确底吹结构和参数对溶液的搅拌强度。结果表明,气泡运动主要受浮力和曳力的影响,气泡的索特直径随狭缝宽度、底吹流量的增大而增大,气泡越大越有利于溶液搅拌,从而缩短混匀时间,而气泡数量的变化趋势则与之相反;气泡上升速度与底吹流量成正比,与狭缝宽度成反比;结果表明,当狭缝宽度为0.30 mm,底吹流量为1.00 L/min时,混匀时间最短。 展开更多
关键词 水模实验 狭缝宽度 底吹流量 气泡运动 混匀时间
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钢包底吹氩卷渣临界条件的水模型研究 被引量:23
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作者 艾新港 包燕平 +1 位作者 吴华杰 马鑫 《特殊钢》 北大核心 2009年第2期7-9,共3页
以钢厂70t钢包为原型,建立模型与原型尺寸比为1:2.75的水模型。通过水模型实验对钢包临界卷渣吹氩量进行测量,得到临界卷渣气量是450 L/min。实验测量不同吹气量下钢包液面水平流速,分析水平流速与钢包卷渣的关系,得到钢包临界卷渣的液... 以钢厂70t钢包为原型,建立模型与原型尺寸比为1:2.75的水模型。通过水模型实验对钢包临界卷渣吹氩量进行测量,得到临界卷渣气量是450 L/min。实验测量不同吹气量下钢包液面水平流速,分析水平流速与钢包卷渣的关系,得到钢包临界卷渣的液面流速为0.652m/s、韦伯准数为6.967。讨论了采用临界卷渣韦伯准数计算临界卷渣液面流速,通过测量达到临界卷渣液面流速时的吹氩量,来确定临界卷渣吹氩量的方法。 展开更多
关键词 底吹氩 临界卷渣 水模型 韦伯准数
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120t顶底复吹转炉双渣脱磷一次倒渣的工艺实践 被引量:18
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作者 武贺 李晶 +3 位作者 周朝刚 蔡可森 吴国平 曹余良 《特殊钢》 北大核心 2013年第6期30-32,共3页
通过对转炉脱磷和碳-磷选择性氧化转变温度的理论分析和计算,在铁水未经脱磷预处理的条件下,进行120 t顶底复吹转炉双渣脱磷生产实践。当铁水平均成分为(/%):4.81C、0.49Si、0.32Mn、0.127P、0.019S的情况下,在转炉冶炼前期(0~360 s),... 通过对转炉脱磷和碳-磷选择性氧化转变温度的理论分析和计算,在铁水未经脱磷预处理的条件下,进行120 t顶底复吹转炉双渣脱磷生产实践。当铁水平均成分为(/%):4.81C、0.49Si、0.32Mn、0.127P、0.019S的情况下,在转炉冶炼前期(0~360 s),采用低温(1 330~1 350℃),较强底吹搅拌[0.030~0.040 m^3/(t·min)],中等炉渣碱度(2.0~3.0)和高氧化铁(20%~25%)工艺措施,实现一次倒渣的半钢(3.8%C)平均磷含量0.048%和平均脱磷率62.2%的脱磷效果。 展开更多
关键词 120 t顶底复吹转炉 双渣法 一次倒渣脱磷 碳-磷选择性氧化转变温度 工艺实践
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100t复吹转炉底枪位置的设计与应用 被引量:3
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作者 刘煜 朱荣 刘福海 《工业加热》 CAS 2015年第2期22-26,共5页
基于水模拟实验优化后的6种底枪布置方案(对称布置A1,A2,A3和A4,以及非对称布置B1和B2),利用FLUENT软件对转炉熔池流场进行了三相流模拟,对底枪位置进一步优化,以确定最佳底吹方案。模拟结果表明,方案A2和B2的转炉熔池搅拌效果明显优于... 基于水模拟实验优化后的6种底枪布置方案(对称布置A1,A2,A3和A4,以及非对称布置B1和B2),利用FLUENT软件对转炉熔池流场进行了三相流模拟,对底枪位置进一步优化,以确定最佳底吹方案。模拟结果表明,方案A2和B2的转炉熔池搅拌效果明显优于其他底枪布置方案;但由于前者的侵蚀面积小于后者,且熔池平均速度大于后者,确定采用A2底枪布置方式。工业试验表明,平均冶炼时间为14.8 min,终点含碳量满足钢种需求,脱磷率达96%以上,设计方案为转炉冶炼提供了良好的动力学条件。 展开更多
关键词 复吹转炉 底枪布置 数值模拟 熔池搅拌
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底吹CO_2气体在复吹转炉熔池中的作用机理 被引量:14
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作者 郭木星 陈襄武 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第1期9-14,共6页
本文研究了CD_2与熔池钢液的作用机理,探讨了在CO_2作用下,熔池中氧的传质特点,并在此基础上提出底吹CD_2+N_2混合气体时,低碳域中[C]-[O]反应的物理模型。
关键词 复合吹炼转炉 二氧化碳 熔池
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100tLF炉底吹流场优化研究 被引量:4
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作者 张贵 姚同路 《工业加热》 CAS 2015年第5期26-29,共4页
结合前期水模拟结果,利用FLUENT软件对100 t LF炉进行了底吹氩气的多相流数值模拟,模拟结果表明:优化后钢包熔池速度与湍流动能分别增大了12.2%和15.1%,死区体积减小了35.6%,有利于钢包内熔池的传热、传质以及夹杂物去除等。将优化后钢... 结合前期水模拟结果,利用FLUENT软件对100 t LF炉进行了底吹氩气的多相流数值模拟,模拟结果表明:优化后钢包熔池速度与湍流动能分别增大了12.2%和15.1%,死区体积减小了35.6%,有利于钢包内熔池的传热、传质以及夹杂物去除等。将优化后钢包底吹位置应用于某100 t LF炉,结果表明:T[O]去除率提高了6.3%,增[N]率降低了11.5%;大型夹杂物去除率提高5.7%;总夹杂物去除率提高了5.2%。达到优化钢包结构,改善钢液流动状态,促进夹杂物上浮,提高LF炉精炼的目的。 展开更多
关键词 钢包炉 水模拟 数值模拟 底吹
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300t转炉底吹布置优化研究 被引量:2
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作者 裴培 刘福海 朱荣 《工业加热》 CAS 2017年第3期20-22,26,共4页
根据转炉实际结构尺寸,采用ANSYS14.0软件进行了不同底吹布置模式的多相流数值模拟研究,本研究条件下所得熔池平均速度与平均湍动能在数值上存在相反关系,同时结合水模拟结果可知,影响熔池混匀效果的主要因素,为熔池的流动速度。将优化... 根据转炉实际结构尺寸,采用ANSYS14.0软件进行了不同底吹布置模式的多相流数值模拟研究,本研究条件下所得熔池平均速度与平均湍动能在数值上存在相反关系,同时结合水模拟结果可知,影响熔池混匀效果的主要因素,为熔池的流动速度。将优化后转炉底吹位置应用于300 t转炉,工业试验表明,复吹转炉平均冶炼时间为14.6 min,终点含碳量满足钢种需求,脱磷率达90%以上,利用设计底吹方案为转炉冶炼提供了良好的动力学条件。此外,终钢平均碳氧积为0.00244,碳氧积反应接近平衡,保证了冶炼钢水的质量。 展开更多
关键词 转炉 底吹 数值模拟 脱磷
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提高300 t加盖钢包底吹吹成率的研究与实践 被引量:9
9
作者 王崇 钟凯 +1 位作者 黄财德 张启东 《河北冶金》 2018年第6期14-17,共4页
分析影响300 t加盖钢包吹成率的因素,有针对性地进行了透气砖结构和材质改进、底吹工艺优化。结果表明:透气砖由狭缝型改为狭缝-弥散复合型后,透气率明显提升;在透气砖材质中加入的2.5%Cr_2O_3能减少晶体内部应力,提高材料的抗热震性,... 分析影响300 t加盖钢包吹成率的因素,有针对性地进行了透气砖结构和材质改进、底吹工艺优化。结果表明:透气砖由狭缝型改为狭缝-弥散复合型后,透气率明显提升;在透气砖材质中加入的2.5%Cr_2O_3能减少晶体内部应力,提高材料的抗热震性,同时引入铝镁尖晶石能增加底吹透气砖的耐压强度。通过底吹管路改造、规范吹扫操作和优化透气砖寿命等改进后,钢包的底吹吹成率由99.84%提高到99.96%,取得了良好效果。 展开更多
关键词 钢包 透气砖 底吹 吹成率 研究
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复吹转炉托圈应变动荷系数的确定 被引量:2
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作者 庄表中 陈乃立 王一心 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1993年第3期7-10,共4页
对复吹转炉模型在各种工况下进行冷态振动试验。确定了转炉主要部件——托圈的振动为随机振动。在此基础上,将测试所得的大量动态信号进行处理、分析,用两种不同方法得到了托圈振动时应变的动荷系数场,为大型转炉的动态设计提供了必需... 对复吹转炉模型在各种工况下进行冷态振动试验。确定了转炉主要部件——托圈的振动为随机振动。在此基础上,将测试所得的大量动态信号进行处理、分析,用两种不同方法得到了托圈振动时应变的动荷系数场,为大型转炉的动态设计提供了必需的数据。 展开更多
关键词 复合吹炼转炉 随机振动 应变 托圈
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国内复吹转炉底吹元件应用研究 被引量:2
11
作者 李东 胡加学 《现代冶金》 CAS 2011年第3期5-7,共3页
介绍了复吹转炉底吹元件的发展概况与分类,以及国内底吹元件在布置位置的优化、结构形式的改进、制造工艺的完善及长寿命维护等方面出现的新技术。指出针对不同炉型优化布置底吹元件及研发新的加工制造工艺延长供气元件的寿命是未来提... 介绍了复吹转炉底吹元件的发展概况与分类,以及国内底吹元件在布置位置的优化、结构形式的改进、制造工艺的完善及长寿命维护等方面出现的新技术。指出针对不同炉型优化布置底吹元件及研发新的加工制造工艺延长供气元件的寿命是未来提高转炉复吹比的关键。 展开更多
关键词 复吹转炉 底吹 供气元件
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聚合射流氧枪的发展及应用 被引量:3
12
作者 杨竹芳 《工业加热》 CAS 2011年第2期7-10,共4页
主要介绍了聚合射流氧枪的射流特性及在电炉、转炉中的应用状况,还介绍了氧气聚合射流的研究方法及国内聚合射流氧枪的模拟及应用情况。对聚合射流氧枪的进一步发展进行了分析。
关键词 聚合射流 氧枪 应用
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CO_(2)用于K-OBM-S转炉冶炼不锈钢的理论分析与实践 被引量:1
13
作者 赵鑫淼 娄健 +1 位作者 马骏鹏 郑立春 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2022年第5期323-329,共7页
为探究K-OBM-S转炉冶炼不锈钢过程中用CO_(2)代替底吹氩气(Ar)的可行性,以409不锈钢为例,基于热力学计算明确了底吹气中CO_(2)体积分数应高于30%,以此保证在脱碳末期CO_(2)仍能参与脱碳反应.CO_(2)氧化1 kg C,Si和Cr就会使1 t 409不锈... 为探究K-OBM-S转炉冶炼不锈钢过程中用CO_(2)代替底吹氩气(Ar)的可行性,以409不锈钢为例,基于热力学计算明确了底吹气中CO_(2)体积分数应高于30%,以此保证在脱碳末期CO_(2)仍能参与脱碳反应.CO_(2)氧化1 kg C,Si和Cr就会使1 t 409不锈钢钢水分别降温13.8 K、升温10.9和3.9 K,该升温效果显著低于O.理论分析表明,CO_(2)总流量应低于6.56 m^(3)/t,以此保证脱碳终点钢水温度高于1923 K,避免Cr发生严重氧化.利用太钢80 t K-OBM-S转炉开展相关工业试验,结果表明,与原底吹工艺(30 m^(3)/min O_(2)+30 m^(3)/min Ar,O_(2)-50%Ar)相比,试验工艺(35 m^(3)/min O_(2)+27 m^(3)/min CO_(2),O-44%CO_(2))将脱碳时间从22.5 min缩短至20 min.但是,试验工艺将脱碳终点钢水温度从2007 K大幅度降低到1895 K,不利于脱碳保铬,使一次还原铬铁消耗量从12.8 kg/t增加到13.2 kg/t.总体上,K-OBM-S转炉在吹炼期使用CO_(2)替代Ar具有可行性,但吹炼工艺还需进一步优化. 展开更多
关键词 CO_(2) 不锈钢 脱碳保铬 温度 底吹
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复吹转炉低磷钢生产工艺的优化 被引量:1
14
作者 万友堂 《钢铁研究》 CAS 2014年第3期51-54,共4页
在济钢条件下,采用常规的铁水脱硫加转炉双渣的冶炼工艺生产低磷钢,很难将成品w(P)稳定控制在0.010%以下。基于转炉双渣大渣量生产试验,采用回归分析研究了影响冶炼过程脱磷效率的主要因素,确定了最佳的双渣吹炼时间、过程温度和炉渣成... 在济钢条件下,采用常规的铁水脱硫加转炉双渣的冶炼工艺生产低磷钢,很难将成品w(P)稳定控制在0.010%以下。基于转炉双渣大渣量生产试验,采用回归分析研究了影响冶炼过程脱磷效率的主要因素,确定了最佳的双渣吹炼时间、过程温度和炉渣成分控制,大幅度提高了冶炼过程的脱磷效率。该工艺在9Ni、高级别管线(X90/X100)的生产中得到广泛应用,成品w(P)稳定控制在0.006%以下,最低达到了0.004%,实现了低磷钢的批量生产。 展开更多
关键词 复吹转炉 低磷钢 双渣工艺
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150 t转炉底吹系统水模试验研究 被引量:1
15
作者 张怀军 张胤 +2 位作者 刁望才 韩春鹏 付海东 《包钢科技》 2023年第3期27-30,共4页
通过对炼钢厂150 t转炉底吹系统进行水模试验,研究了底部供气元件数量、底吹供气强度对熔池混匀时间的影响。在相同底吹供气强度情况下,6支底吹供气元件混匀时间最短;在相同底吹供气元件数情况下,底吹供气强度越高,混匀时间越短。结合... 通过对炼钢厂150 t转炉底吹系统进行水模试验,研究了底部供气元件数量、底吹供气强度对熔池混匀时间的影响。在相同底吹供气强度情况下,6支底吹供气元件混匀时间最短;在相同底吹供气元件数情况下,底吹供气强度越高,混匀时间越短。结合水模试验结论,对150 t转炉不同钢种冶炼过程中底吹供气模式进行优化,冶炼终点脱磷率达到92.3%,全炉役终点炉渣全铁含量达到17.3%,为改善生产经济技术指标提供了技术指导。 展开更多
关键词 转炉底吹 水模试验 底吹供气强度
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酒钢120 t转炉底吹CO_(2)应用研究 被引量:1
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作者 王德勇 何亮 《甘肃冶金》 2023年第5期50-53,共4页
酒钢开展了120 t转炉底吹CO_(2)应用研究,分别从CO_(2)底吹对冶炼过程中钢水成分、炉渣、钢铁料消耗、冷却效应、终点自由氧含量以及O_(2)消耗的影响进行了探讨分析,碳钢CO_(2)在转炉底吹上的应用可有效降低生产成本、提高钢水质量。
关键词 转炉 底吹 CO_(2) 炼钢
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转炉底吹枪优化布置的数值模拟 被引量:21
17
作者 李姣 于会香 +2 位作者 王新华 高攀 李海波 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期32-39,共8页
为了优化转炉底吹搅拌效果,以某钢厂转炉为研究对象,运用软件Ansys-Fluent建立三维Euler数学模型,研究了底枪支数对底吹氩转炉内钢液混匀行为的影响规律。结果表明,4支底枪分布,单支底吹流量大,熔池内回流区发展充分,底吹元件不易堵塞,... 为了优化转炉底吹搅拌效果,以某钢厂转炉为研究对象,运用软件Ansys-Fluent建立三维Euler数学模型,研究了底枪支数对底吹氩转炉内钢液混匀行为的影响规律。结果表明,4支底枪分布,单支底吹流量大,熔池内回流区发展充分,底吹元件不易堵塞,并且熔池内钢液的平均速度大,弱流区、低速区和死区的范围小,混匀时间短,是最佳的底枪支数分布。部分底枪集中布置的8支和12支分布,流动形式等效于4支底枪分布,但能量的利用率较低,这种多支底枪分布有利于熔池上半部分的混匀,但是由于底吹元件多,单支底吹流量小,对炉底的搅拌作用差。实践表明,采用4支底枪分布,转炉吹炼终点各项技术指标得到很大的改善,与数值模拟结果相符合。 展开更多
关键词 转炉 底枪支数 吹氩 搅拌 数值模拟
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210t转炉底吹供气参数优化模拟研究 被引量:10
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作者 汪成义 吴巍 +2 位作者 姜周华 杨利彬 赵进宣 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期202-208,共7页
为优化某厂210 t转炉底吹供气效果,利用气-液两相流相互作用数值模拟方法,研究了底吹元件数量、布置方式和供气强度变化对熔池搅拌效果的影响。通过对8支、10支、12支底吹元件数量下的作用效果分析,得出12支底吹元件布置在0.63D(D为熔... 为优化某厂210 t转炉底吹供气效果,利用气-液两相流相互作用数值模拟方法,研究了底吹元件数量、布置方式和供气强度变化对熔池搅拌效果的影响。通过对8支、10支、12支底吹元件数量下的作用效果分析,得出12支底吹元件布置在0.63D(D为熔池直径)的同心圆上时,熔池内钢液流动相对较稳定,"死区"比例最低,混匀时间最短。随着底吹强度增大,"死区"面积减少,混匀时间缩短,气流对炉底的侵蚀作用加剧。底吹强度为0.05 m^(3)/(min·t)时,"死区"比例为23.9%,底吹强度为0.10 m^(3)/(min·t)时,"死区"面积大幅降低,进一步提高至0.20 m^(3)/(min·t)时,"死区"比例降低至4.6%;当底吹强度增加至0.15 m^(3)/(min·t)时,熔池混匀时间大幅降低至30 s,继续提高底吹强度,混匀时间降幅不大,将底吹强度控制在0.10~0.15 m^(3)/(min·t)之间比较合理。 展开更多
关键词 转炉 底吹 数值模拟 搅拌效果
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二氧化碳在电弧炉底吹中的应用研究 被引量:21
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作者 王欢 朱荣 +4 位作者 刘润藻 寿栋 谢国基 樊世亮 谷云岭 《工业加热》 CAS 2014年第2期12-14,17,共4页
通过对电弧炉冶炼温度下CO2与熔池中元素的反应进行热力学研究,并在某钢厂65tConsteel电弧炉进行底吹CO2工业实验,初步验证了采用CO2替代Ar进行底吹搅拌是可行的。研究表明,与常规底吹Ar工艺相比,底吹CO2增加了终点[C]含量,氧化少量[Cr]... 通过对电弧炉冶炼温度下CO2与熔池中元素的反应进行热力学研究,并在某钢厂65tConsteel电弧炉进行底吹CO2工业实验,初步验证了采用CO2替代Ar进行底吹搅拌是可行的。研究表明,与常规底吹Ar工艺相比,底吹CO2增加了终点[C]含量,氧化少量[Cr],但不会对[Mn]、[Mo]、[O]、[N]含量产生影响,并且能增强熔池搅拌、提高炉渣碱度、降低渣中(FeO)含量,为电弧炉脱硫提供了良好的动力学和热力学条件,使得电炉脱硫率提高7%,同时良好的熔池搅拌也有利于脱磷的进行。 展开更多
关键词 电弧炉炼钢 底吹 CO2 脱硫
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钢包耐火材料与钢液反应的研究现状 被引量:12
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作者 祖琳 杨杰 +3 位作者 孔令种 徐东 郑冰 郭龙鑫 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期12-20,共9页
随着国家工业的快速发展,对高品质钢的需求增大,侵蚀的耐火材料作为钢中外来夹杂物的主要来源受到广泛关注。基于此,阐述了耐火材料与钢液的反应机制、不同耐火材料与钢液的相互作用以及对钢液质量造成的影响。耐火材料会向钢中溶解并... 随着国家工业的快速发展,对高品质钢的需求增大,侵蚀的耐火材料作为钢中外来夹杂物的主要来源受到广泛关注。基于此,阐述了耐火材料与钢液的反应机制、不同耐火材料与钢液的相互作用以及对钢液质量造成的影响。耐火材料会向钢中溶解并与钢中成分发生反应,之后形成界面层,当界面层是高熔点物质时,会阻碍耐火材料的溶解扩散,当界面层是低熔点物质时,会发生乳化作用,形成的新界面再与钢液发生反应。钢包耐火材料与钢液的相互作用会形成夹杂物对钢液造成污染。此外,在电磁场的作用下会改变耐火材料的侵蚀行为。不同钢种的冶炼要选择合适的耐火材料,对于如何快速准确选取与冶炼钢种配套的耐火材料有待研究。 展开更多
关键词 钢包 耐火材料 钢液 相互作用 侵蚀反应
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