真空工藝過程中數值化追蹤超低碳鋼的碳含量

阿塞洛集團生產用于包裝材料或汽車工業的超低碳鋼采用RH或真空罐脫氣（VTD）的工藝流程。在對每個類型反應器的不同反應點作物理描述的基礎上，工業運行研究所（IORC：前IRSID）開發了脫碳的動力學模型。在過去幾年里這些模型大規模地用于脫氣過程中操作條件的調節。此外，用于描述鋼包流體動力學（即鋼液流的速度和紊流）的計算流體動力學交變值軟件與這些動力學模型結合，以便更好地評估鋼液流對脫碳性能的影響。數字計算以這樣的方式進行，從工業布局到運行條件。計算結果顯示不論是何種類型的反應器，碳含量的非均勻性產生于超低碳鋼的真空脫氣處理過程中。碳含量的非均勻性最大值出現在真空處理的開始階段，在RH中可達到80ppm，隨后逐漸降低。在15至20分鐘的一段經典處理時間后，碳含量的非均勻性依然存在。在鋼包中富碳區與貧碳區的最大差異在5ppm至10ppm之間，取決于攪拌和液流條件。這種情況在RH中多于在VTD中，并且受它影響的鋼更多。但是在這兩種工藝中，在鎮靜后3至4分鐘內非均勻性完全消失。這些數值結果與在一個工業設施上所做的特定測量是一致的。停留時間分布的計算從化學的角度更精細地描述了RH反應器，大大改進了數值結果并對RH的工作作了一些補充說明。