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上世紀(jì) 80 年代以來(lái)，鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，鋼鐵企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，為增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)力，生產(chǎn)的高效化、產(chǎn)品的高質(zhì)量成為鋼鐵企業(yè)追求的目標(biāo)。連鑄拉速的提高能夠增加鋼坯產(chǎn)量，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，成為高效連鑄的主要內(nèi)容。 FC-Mold（Flow Control Mold）是由日本川崎鋼鐵公司和 ABB 公司合作開(kāi)發(fā)的第三代的電磁制動(dòng)裝置。一個(gè)磁場(chǎng)放置在彎月面處，另一個(gè)磁場(chǎng)施加在浸入式水口下方，可同時(shí)減小彎月面處的鋼液流速和結(jié)晶器下部鋼液的向下流速。因此，通過(guò)使用及優(yōu)化 FC-Mold 和其他工藝的改進(jìn)，開(kāi)發(fā)了鑄坯高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，在保證鑄坯質(zhì)量前提下為增大拉速、提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益做出了重要貢獻(xiàn)。 （1）FC-Mold 高拉速情況下精煉和連鑄的匹配技術(shù)。為了確保高拉速連鑄生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行，精煉工序時(shí)間要與生產(chǎn)節(jié)奏匹配，同時(shí)也要保證鋼水潔凈度和鋼水溫降達(dá)到生產(chǎn)要求。本項(xiàng)目首先通過(guò)調(diào)研馬口鐵、耐候鋼等不同拉速條件下對(duì)應(yīng)的最佳精煉時(shí)間。找到拉速、精煉時(shí)間和鋼水潔凈度的最佳的匹配水平。進(jìn)而通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)將初期馬口鐵包晶鋼系列拉坯速度從 1.3 m/min 依次提高到1.4 m/min 和 1.5 m/min。結(jié)晶器液面波動(dòng)大于 3 mm 的波動(dòng)比例均較小，低于0.4%，說(shuō)明拉速提高后，結(jié)晶器坯殼生長(zhǎng)的均勻性受到的影響較小，出結(jié)晶器坯殼的厚度未發(fā)生鼓肚。距內(nèi)弧 2 mm 處大于 10 μm 夾雜物數(shù)密度和面積百分?jǐn)?shù)均隨著拉速的提高呈減小趨勢(shì)；當(dāng)拉速為 1.4 m/min 和 1.5 m/min，鑄坯厚度四分之一處大于 3 μm 的夾雜物數(shù)密度和面積百分?jǐn)?shù)均低于拉速為 1.3 m/min 時(shí)的測(cè)量值。 （2）連鑄澆鑄參數(shù)優(yōu)化匹配模型。提高拉速會(huì)帶來(lái)液面波動(dòng)加劇、流股對(duì)凝固前沿沖刷加劇、坯殼生長(zhǎng)減弱等不利影響。此外 FC-Mold 上下線(xiàn)圈電流大小，上下磁場(chǎng)位置，上下電流配比等如何影響高拉速下結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)、凝固坯殼和夾雜物的運(yùn)動(dòng)去除未有系統(tǒng)的研究。因此本項(xiàng)目采用數(shù)值模擬的方法，建立耦合的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、凝固以及 MHD 模型研究不同連鑄參數(shù)對(duì)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及坯殼分布影響的規(guī)律。通過(guò)模型計(jì)算得到優(yōu)化后的連鑄澆鑄參數(shù)下水口兩側(cè)的流場(chǎng)流速和液面輪廓對(duì)稱(chēng)性顯著提高，引起卷渣的低頻波動(dòng)能量降低約 25%，且液位波動(dòng)大于3 mm 百分比從 7.78%降低到 3.45%，降低幅度約為 55.7%。 （3）FC-Mold 對(duì)連鑄坯潔凈度及軋板缺陷控制技術(shù)。不同電磁制動(dòng)參數(shù)對(duì)流場(chǎng)的影響效果是不一樣的，最終會(huì)影響到夾雜物在鑄坯內(nèi)的分布，若夾雜物過(guò)多的分布在鑄坯表層，那么對(duì)后續(xù)軋板的表面質(zhì)量不利。本項(xiàng)目通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究不同參數(shù)下的 FC-Mold 對(duì)鑄坯潔凈度的影響，包括磁場(chǎng)施加與否和電磁制動(dòng)電流變化對(duì)鑄坯中夾雜物數(shù)量、分布、大小和成分的影響。以及通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤調(diào)查和分析冷軋板缺陷類(lèi)型、數(shù)量、分布特點(diǎn)等現(xiàn)狀，統(tǒng)計(jì)分析夾雜類(lèi)缺陷的分布規(guī)律，板卷中的夾雜物水平以及結(jié)晶器卷渣類(lèi)夾雜物的數(shù)量等明確熱軋板和冷軋板中的缺陷形成原因、來(lái)源以及與電磁制動(dòng)的關(guān)系。

現(xiàn)有的燃煤工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)熱效率低下，技術(shù)指標(biāo)低劣，系統(tǒng)穩(wěn)定性、控制精度差；不僅控制效果差強(qiáng)人意，而且會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)。本作品以礦鍋爐控制系統(tǒng)為對(duì)象，在不改變硬件系統(tǒng)條件下，通過(guò)解讀和分析現(xiàn)有控制系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)評(píng)價(jià)；從礦業(yè)集團(tuán)鍋爐改造的實(shí)際出發(fā)，提出了可改進(jìn)的優(yōu)化方案，結(jié)合現(xiàn)有先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，并給出了優(yōu)化方案的數(shù)學(xué)模型，改造后的鍋爐系統(tǒng)全面提高了系統(tǒng)總體控制效果，在節(jié)煤、節(jié)電方面采取切實(shí)可行的節(jié)能降耗措施。

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