连铸圆坯非均匀传热/凝固行为的无网格计算方法

基于移动最小二乘近似和变分原理,推导并建立了基于无网格Galerkin (EFG)法的连铸圆坯二维横截面传热/凝固计算模型。以实测结晶器热流为边界条件,模拟分析了圆坯的非均匀凝固行为,重点讨论了节点布置和支持域尺寸等影响无网格模型适用性和计算精度的关键问题。结果表明,建立的EFG模型在节点布置上十分灵活,提出的直角坐标系下的"同心圆"式节点布置方案,可以很好地处理圆坯曲线边界及坯壳凝固界面推进的问题。在支持域尺寸为平均节点间距的1.7倍时,均匀和随机2种节点布置方式下,模型都达到了较高的计算精度。研究结果证实了EFG模型应用于铸坯非均匀传热、凝固计算的可行性和正确性,在凝固界面追踪中体现出显著优势,为后续铸坯传热-力学行为耦合和裂纹预测的研究提供了基础。     

连铸坯实测反问题热弹黏塑性建模与分析

为了研究连铸板坯的传热和力学特征,通过建立考虑蠕变的铸坯热弹黏塑性全尺寸有限元数值模型,以实测温度和传热反问题获得的热流为依据,计算和探讨了结晶器内铸坯的传热、应力和应变行为。结果表明,弯月面下100 ~ 200 mm铸坯表面承受拉应力,宽面距角部40 ~ 90 mm的偏角部区域温度较高,坯壳厚度也较薄,距角部约400 mm处温度相对较低,收缩量及应力应变较大。窄面近角部区域的应力和应变总体上低于宽面,距角部越近,窄面铸坯表面的应变越高。偏角部区域坯壳厚度、应力、应变的非均匀性及存在的过大差异,是探讨近角部裂纹成因需要考虑的重要因素。     

并行计算应用于连铸结晶器传热数值模拟

搭建了分布式并行计算机机群,尝试采用并行计算求解连铸结晶器的传热行为,并对其构造与实现方法进行研究.设计并优化了并行算法的关键步骤:区域分割、负载平衡、数据传递、同步和网络拓扑,编写并行程序并在机群上进行了测评.结果显示,采用并行算法可获得与串行算法相同的模拟结果,并且能够有效降低结晶器传热模拟的计算时间;并行粒度决定加速比的大小和并行效率的高低;并行算法适于解决计算网格数目庞大的结晶器传热问题,为实现结晶器在线监控和实时模拟计算提供了可行性途径.     

基于随机森林和聚类的连铸坯纵裂纹预报方法

纵裂纹是一种常见的铸坯表面缺陷,准确预测铸坯表面纵裂对于提高铸坯质量有着重要意义。针对纵裂纹形成与扩展过程中结晶器热电偶温度在时间、空间上的变化趋势,捕获和提取了热电偶时序温度的典型变化特征,采用随机森林(Random Forest,RF)对捕捉到的特征进行降维,筛选出与纵裂联系密切的相关特征,在此基础上建立了基于K均值(K Means)聚类的纵裂检测模型。结果表明,提出的基于温度时序特征和聚类算法的纵裂预测模型能够正确区分和识别纵裂纹和正常工况样本,将机器学习方法引入连铸过程异常监控提供了新的思路。     

高合金奥氏体铸造不锈钢析出相及腐蚀行为的研究

高合金奥氏体不锈钢铸态组织中有σ相存在，经８５０～１１２０℃热处理所形成的σ相包括：（Ｆｅ－Ｃｒ）σ相、（Ｆｅ－Ｍｏ）σ相、以及（ＣｒＮｉＳｉ）σ相。８５０℃左右有Ｍ６Ｃ型碳化物和ＮｂＣ析出。该钢经１１５０℃×２ｈ水冷固溶处理后，具有优良的抗均匀腐蚀、晶间腐蚀、点蚀和化学腐蚀性能。     

水-有机溶剂两相体系中面包酵母不对称还原苯乙酮合成手性苯乙醇的研究

以面包酵母细胞不对称还原苯乙酮合成S-α-苯乙醇为模型反应,研究了水-有机溶剂两相体系促进面包酵母细胞催化芳香酮的不对称还原情况.首先研究了适合于活性细胞催化的两相溶剂体系,实验表明合适的有机溶剂为logp3的溶剂,这与有机相中的酶催化对溶剂的要求相一致.在所选用的溶剂中,正辛烷获得的效果最好.在此基础上进一步考察了两相之间的比率、辅助溶剂、底物浓度以及水相体系的pH等对反应的影响.实验表明两相之间的比率和辅助溶剂对反应有显著的影响,合理改变这些因素可以改善底物在两相之间的分配进而促进反应的进行.反应对底物浓度的敏感性较单相水相体系反应要小得多,而pH对反应的影响与水相中反应相同.在有机溶剂与水相体积比为1:4、添加1%乙醇以及底物浓度为30 mmol·L-1时,产物得率可达到45%左右,这较在水相中反应有显著的提高.     

连铸坯凝固末端检测技术研究与应用现状

连铸坯液芯末端位置及相关信息的准确获取对于改善铸坯偏析、缩松等内部缺陷,提高铸坯质量和生产效率具有重要意义。基于铸坯凝固末端检测技术研究与应用现状,围绕国内外该技术的开发和应用情况,阐述了各种方法的测量原理、特点、局限及实践中面临的主要问题。     

液压振动下板坯连铸结晶器摩擦力检测实验研究

结晶器和铸坯之间的润滑与摩擦行为是影响连铸坯质量及生产效率的重要因素.基于宝钢板坯连铸试验平台,开展了液压振动下的结晶器摩擦力检测实验研究.通过检测不同振动参数下,冷态和拉坯时振动系统输出力的变化情况,计算出结晶器与铸坯间摩擦阻力.分析了摩擦力的周期变化行为,讨论了拉坯过程中相关参数的变化特征.为探究结晶器与铸坯间摩擦行为、优化与开发连铸工艺等提供实验基础与技术支持.     

圆坯连铸结晶器热流研究

 对圆坯连铸结晶器平均热流和局部热流进行了研究。分析了拉速、电磁搅拌电流和弯月面波动等工艺参数对结晶器局部热流(高热流区热流)和平均热流的影响。结果表明：拉速为14~26 m/min，搅拌电流在200~320 A时，局部热流与平均热流变化趋势不完全一致。局部热流对工艺参数反应敏感，传热极不均匀；平均热流不能完全反映局部热流的变化，局部热流能更及时地反映坯壳的凝固情况。