THE EFFECTS OF TEMPERATURE FLUCTUATION ON INITIAL SOLIDIFICATION PROCESS DURING PERITECTIC STEEL CONTINUOUS CASTING

建立了包晶钢连铸初始凝固包晶相变过程的数学模型, 研究了温度波动对此凝固过程的影响,计算了不同冷却速率、含碳量和温度波动幅度下δ, γ和L3相界面位置以及体积分数的变化. 结果表明, 温度波动导致包晶相变过程中γ相枝晶间的重熔、δ/γ界面位置和三相体积分数的不稳定变化, 造成坯壳的不均匀生长和应力集中. 这些现象在碳含量为0.1%-0.17%的亚包晶钢中尤其严重. 分析认为, 温度波动可能是包晶钢连铸时容易出现裂纹、难连铸的一个重要原因.     

温度波动对包晶钢连铸初始凝固过程的影响

建立了包晶钢连铸初始凝固包晶相变过程的数学模型,研究了温度波动对此凝固过程的影响,计算了不同冷却速率.含碳量和温度波动幅度下δ,γ和L3相界面位置以及体积分数的变化.结果表明,温度波动导致包晶相变过程中γ相枝晶间的重熔、δ/γ界面位置和三相体积分数的不稳定变化,造成坯壳的不均匀生长和应力集中.这些现象在碳含量为0.1%-0.17%的亚包晶钢中尤其严重.分析认为,温度波动可能是包晶钢连铸时容易出现裂纹,难连铸的一个重要原因.     

钢板边部感应加热打火关键影响因素仿真计算研究

针对钢板边部感应加热过程中出现的打火现象,通过数值仿真计算的方法对加热过程中引起打火的关键影响因素及其影响规律进行了系统研究。着重就钢板与线圈之间的相对位置、不同钢板宽度、负载变化等条件下,加热过程中辊道上方钢板上感应电流密度分布进行了计算和对比分析。计算结果发现,在加热窄钢板以及加热过程中钢板向感应线圈偏移一侧时更容易发生打火现象。     

连铸板坯滑动水口三维流场湍流计算模型比较

分别采用标准k-e模型、雷诺应力模型(RSM)和超声波多普勒测速(UDV)方法对滑板控制浇注流量浸入式水口内部和出口流动特征进行对比分析,并探讨湍流模型对滑板浇注系统数值模拟的适用性. 结果表明,由于滑板的节流作用,在滑板下方的水口内出现高度约为80 mm的二次流,在滑板下方100 mm处出现高度为50 mm的分离流,并在水口出口出现旋转出流,其方向由滑板堵塞侧、经水口底部向滑板开启侧旋转. 标准k-e模型计算的水口出流的旋转方向与UDV测量的旋转方向相反,RSM计算结果与实验测量结果比较吻合,具有更好的适用性. 并从分子动力理论角度、各向同性假设和历史效应等方面,分析了标准k-e模型存在的理论缺陷.     

大型锻钢支承辊整体感应加热系统的设计与应用

针对整体感应加热系统研究过程中所面临的设备参数选型及加热模型设定等根本问题,围绕仿真计算、辊面温度分布基本规律、感应加热系统参数设计、升温过程及温度均匀性控制等关键难点问题开展了深入系统的研究工作,详细论述了整体感应加热技术的研发历程。研究结果表明,设计的系统参数准确且范围适中,对应的整体感应加热设备系统稳定可靠。根据这套系统开发的加热模型通过仿真计算、试验验证、模型优化等步骤后达到了很高的预测精度,可以直接用于指导生产工艺。最终试验结果表明,经整体感应加热处理后的支承辊表面温差在±5℃以内,温度分布满足工艺要求。研制的支承辊硬度及各项性能指标达到了同类进口产品的同等水平,并已在宝钢生产现场稳定使用至今。     

Numerical simulation during vacuum sublimation purification of metal Tm （I）： model foundation and validation

The thermo physical parameters of Tm vapor and the range of sublimation temperature were determined by vapor pressure of metal Tm, and a 2-D axis-symmetric heat transfer model was developed to investigate the temperature distribution in sublimation furnace. The simulation results showed that, due to the heat loss at crucible bottom, the temperature of crucible, solid metal and Tm vapor increased with crucible height increasing, reached the maximum value in the middle of crucible in height direction, and then decreased rapidly; at the outside surface of condenser, the temperature decreased sharply; with heating body temperature of 1000oC, the mean temperature at upper surface of solid Tm was 22oC higher than that on the lower surface, the mean temperature of upper surface of solid Tm was about 32oC lower than that of heating body, and the calculated sublimation velocity was 8.16g/cm2/h, which was only 54.4% of sublimation velocity calculation by heating body temperature.     

液态金属流速的测量技术

液态金属的非透明性和相对较高的温度,给流速的测量带来了众多困难。为此介绍了几种液态金属的流速测量技术,分析了各种流速测量技术的特点,为在研究和实验中正确地选择和使用合适的测量设备提供依据和参考。     

基于Laval喷嘴的层流气雾化法工艺参数探索及粉末性能研究

基于Laval喷嘴的层流气雾化技术可以高效制备高性能金属粉末,但目前对这种技术的各项工艺参数及粉末性能尚未有系统性研究。本工作使用基于Laval喷嘴的层流气雾化制粉设备制备了AlSi10Mg合金粉末,同时使用传统分析方法和X射线计算机断层扫描技术分别研究了雾化气体压力以及导流管内径对粉末整体形貌、三维形貌、球形度、粒度分布、物理性能及内部缺陷的影响,并结合数值模拟进行机理性解释。结果表明,基于Laval喷嘴的层流气雾化技术制备的AlSi10Mg粉末性能较好,由于在较高的雾化气体压力和较窄的导流管内径条件下气液流量比更高,金属熔体更易发生破碎,故制备的粉末球形度更好,粒度分布较窄,细粉收得率可接近50%,不规则粉末及空心粉较少。     

气泡在不互溶两相流体界面运动行为的数值模拟

基于水平集法(Level set method),提出了一种处理三相流问题的计算方法.计算了钢-渣-气三相流条件下气泡在钢渣界面的行为,考察了不同大小的气泡穿过钢渣界面时的拓扑变化以及导致钢渣界面流场的变化,初步分析了大气泡上浮对卷渣的影响.计算结果表明,气泡直径从0.1~3mm,上浮过程中变形程度随直径的增大而愈发剧烈,钢渣界面处的流场差异也随之增大,可能成为卷渣的原因之一.     

板坯连铸结晶器电磁搅拌参数优化数值模拟研究

摘 要：采用数值模拟的方法,对电磁搅拌下板坯结晶器内的流场进行了计算,考察了不同连铸工艺和搅拌电流作用下的流场结构和分布特征,提出了自由液面的卷渣指数（MFEI）和结晶器内流场均匀性指数（VUI）,介绍了上述指数对板坯结晶器内流场电磁搅拌效果的判定方法,进而提出了搅拌参数的综合优化方法。