真空工艺过程中数值化追踪超低碳钢的碳含量

阿塞洛集团生产用于包装材料或汽车工业的超低碳钢采用RH或真空罐脱气（VTD）的工艺流程。在对每个类型反应器的不同反应点作物理描述的基础上，工业运行研究所（IORC：前IRSID）开发了脱碳的动力学模型。在过去几年里这些模型大规模地用于脱气过程中操作条件的调节。此外，用于描述钢包流体动力学（即钢液流的速度和紊流）的计算流体动力学交变值软件与这些动力学模型结合，以便更好地评估钢液流对脱碳性能的影响。数字计算以这样的方式进行，从工业布局到运行条件。计算结果显示不论是何种类型的反应器，碳含量的非均匀性产生于超低碳钢的真空脱气处理过程中。碳含量的非均匀性最大值出现在真空处理的开始阶段，在RH中可达到80ppm,随后逐渐降低。在15至20分钟的一段经典处理时间后，碳含量的非均匀性依然存在。在钢包中富碳区与贫碳区的最大差异在5ppm至10ppm之间，取决于搅拌和液流条件。这种情况在RH中多于在VTD中，并且受它影响的钢更多。但是在这两种工艺中，在镇静后3至4分钟内非均匀性完全消失。这些数值结果与在一个工业设施上所做的特定测量是一致的。停留时间分布的计算从化学的角度更精细地描述了RH反应器，大大改进了数值结果并对RH的工作作了一些补充说明。