凝固末端电磁搅拌对60Si2CrVAT连铸方坯凝固组织的影响

对M-EMS和M F-EMS电磁搅拌作用下60Si2CrVAT弹簧钢铸坯的凝固组织进行了对比分析,从低倍组织、微观组织、碳偏析以及铸坯缺陷等方面入手分析,讨论了凝固末端电磁搅拌对铸坯凝固组织的影响.结果表明,凝固末端电磁搅拌可以显著改善60Si2CrVAT弹簧钢铸坯凝固组织,提高铸坯凝固组织的致密度,降低铸坯中心疏松和缩孔,而二次枝晶臂间距得到明显改善,中心等轴晶率明显提高,晶粒得到细化,从而显著地改善了铸坯的质量.     

电磁搅拌优化对不锈钢连铸过程凝固组织的影响

应用磁流体力学,结合数值模拟,对不锈钢连铸二冷区电磁场搅拌器的结构进行了优化设计,并对连铸过程中的电磁场与钢水流动的关系进行了定量分析。结果发现,电磁搅拌是控制和改善铁素体不锈钢连铸坯组织的有效手段,合理的电磁搅拌控制参数如下:当电流为600~800A,频率为8~12Hz时,坯壳内部钢水流动速度达到0.6m/s时可以显著提高连铸坯搅拌区域的等轴晶率。     

连铸电磁冶金技术：第三讲：方坯连铸电磁搅拌技术的若干问题

方坯连铸电磁搅拌技术历经了近30年的发展,总的说已相当成熟,对改善铸坯质量起了积极的作用,成为连铸技术的重要一环。但在具体配置和实际运用这一技术时,仍然会产生一些问题,从而影响电磁搅拌技术的有效运用。本文根据连铸电磁搅拌技术实践中提出的问题,作一综述,以期引起广大连铸工作者的注意。     

电磁搅拌法连铸半固态铝合主其凝固组织分析

采用电磁搅拌连续铸造装置,制备具有触变性非合晶组织的兰固态铝合金圆棒。棒料内部组织形貌为具有类圆形轮廓的初生相晶粒浸润在细共晶体中,与传统的凝固枝晶组织有显著差异。对兰固态非枝晶组织的演化机理进行了探讨,结果表明处于交变电磁场中的金属液体,可视为导电介质流,它与磁场交互作用,在导电介质充中产生彻体力。半固态非枝晶组织是在晶体正常的形核和长大过程中,受彻体力强烈的混合抑制作用而形成的。     

连铸方坯末端电磁搅拌工艺实践

在开发SWRS82B、GCr15线材过程中,合理地运用了连铸方坯末端电磁搅拌,并对凝固末端位置的选择、搅拌电流的选择、拉速对中心碳偏析的影响进行了阐述.     

板坯连铸结晶器电磁搅拌流场模拟

电磁搅拌对结晶器内流场和钢渣界面行为影响显著,通过建立1∶5的板坯连铸结晶器电磁搅拌物理模型试验系统和实际结晶器的数学模型,研究了不同搅拌电流对结晶器内流场的影响,并引入了自由表面冻结指数和卷渣指数分别评价自由表面钢液冻结和卷渣概率。结果表明,物理模拟试验系统测得的流场可为数值模拟提供验证支撑;当不施加电磁搅拌时,结晶器内流场为典型的双环流结构,自由表面流速较小,自由表面冻结指数为0.52,卷渣指数为0;施加电磁搅拌后,在结晶器上部形成水平环流,自由表面流速增大;增大搅拌电流,环流效果更加显著,自由表面冻结指数降低卷渣指数增大,当搅拌电流为700 A时,冻结指数降低至0.04,卷渣指数增加至0.245。因此,综合考虑卷渣指数和冻结指数可知,较优的搅拌电流为600 A。     

电磁搅拌对液态金属运动及凝固组织的影响

旋转型电磁搅拌在钢的连续铸造、铸件成形与凝固、半固态浆料制备、液态金属电磁净化等工艺过程中的应用受到了材料工作者的高度重视,并不断地取得了电磁搅拌应用技术开发与理论研究的成果.分析了旋转型电磁搅拌作用下液态金属运动特点及电磁力计算,建立了液态金属旋转运动的数学模型,并得到周向速度分布的表达式,研究了旋转型电磁搅拌对连铸坯凝固组织的影响,为在旋转型电磁搅拌应用中工艺参数的优化提供了依据.     

大方坯连铸凝固末端电磁搅拌的数值模拟和试验分析

通过ANSYS有限元对凝固末端电磁搅拌(F-EMS)进行数值分析,得出凝固末端电磁搅拌的优化工艺参数为电流300 A、频率8 Hz,铸坯中心的磁感应强度能够满足要求.现场冷态测试结果和模拟结果基本吻合.以此为基础为包钢设计并制造出280 mm×380 mm大方坯凝固末端电磁搅拌器.生产试验表明,大方坯凝固末端电磁搅拌能够显著改善铸坯的中心疏松、缩孔等缺陷,减少了碳的偏析.     

电磁搅拌对连铸方坯质量的影响

本文对结晶器电磁搅拌改善高碳钢连铸方坯质量进行的工业性经试验进行了总结。结果表明,在现有工艺条件下,选择合适的搅拌参数可较好地改善连铸坯的残余缩孔及中心偏析。     

电磁搅拌对镁合金AZ91D凝固组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术，研究了励磁电压和搅拌时间对镁合金AZ91D凝固组织的影响。结果表明：增加励磁电压和延长搅拌时间均有利于花瓣状和团块状的初生α—Mg相形成。电磁搅拌极大地改变了熔体中的传热和传质过程，影响了晶体的形核和生长，从而决定了凝固组织。     

连铸坯凝固过程的数值模拟研究

研究了拉速和过热度相关工艺参数对铸坯温度场的影响规律,利用Fluent软件模拟石油套管用钢37Mn5铸坯的连铸凝固过程,分析了连铸坯凝固传热过程的温度场。讨论了不同过热度和拉坯速度条件下铸坯温度场的分布情况。总结了连铸圆坯凝固过程的传热特点,优化了工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数可以指导生产实践。     

板坯结晶器电磁搅拌电磁场与流场的数值模拟

建立了板坯结晶器电磁搅拌过程电磁场与流场计算的三维数学模型,采用SIMPLER方法对2对极和4对极条件下的电磁场与流场进行了数值求解。结果表明:磁感应强度B和电磁力F都呈现出关于结晶器中心对称的规律;结晶器两侧每一对N、S极之间的水平面内,电磁力都呈现圆周状分布的规律;板坯宽面边缘的电磁力较大,而板坯窄面边缘和中心区域的电磁力较小;与4对极相比,2对极产生的磁感应强度和电磁力大,钢液的流速大,搅拌强度大;无结晶器电磁搅拌时,铸坯边缘的纵断面的流场主要分成四个回流区;而有结晶器电磁搅拌时,左侧的两个回流区基本消失,右侧两个回流区减小。     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌的磁场数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件,在电流频率为6 Hz、电流强度变化的情况下,对连铸板坯二冷区电磁搅拌进行了数值模拟.分析了电流强度为400 A、电流频率为6Hz时,铸坯内部的磁感应强度和电磁力的变化规律.结果表明,铸坯中心的磁感应强度随电流强度的增大而增大;铸坯中心的电磁力在一个周期的不同时刻向同一个方向移动,并在该力的作用下完成对钢液的搅拌.     

连铸结晶器电磁偏心搅拌过程数值模拟研究

全弧形连铸机的结晶器电磁搅拌中心线,其实是与铸坯中心线不重合的,其产生的冶金效果也存在偏差。通过对连铸结晶器电磁偏心搅拌过程机理的研究,建立准确的数学模型,为制定正确的连铸操作工艺制度提供技术指导,以提升铸坯质量。     

连铸圆坯凝固微观组织数值模拟

在连铸和随后的生产工艺中预测和控制钢材的微观结构是生产制造满足高质量要求的特殊钢的一项非常重要的任务。连铸过程是一个非常复杂的过程,在这一过程中伴随着热量传输、质量传输、凝固和相变。在CAFE模型中,元胞自动机方法与连铸过程中传热计算进行耦合。利用ProCAST软件对连铸圆坯的凝固过程进行仿真模拟,通过连铸坯温度测量证明预测的连铸坯表面温度与实际比较接近。应用CAFE法实现了连铸坯凝固过程三维微观组织及其形成过程的模拟,通过对比试验和模拟的圆坯的宏观结构对模拟的结果进行了评价,证明模拟结果与试验结果吻合。     

方坯连铸中心偏析的数值模拟

基于连续模型对连铸方坯的中心偏析进行了数值模拟,分析了枝晶间液相流动对铸坯中心偏析的影响.采用SIMPLER算法开发程序,耦合求解模型中动量、能量和溶质守恒方程.对方坯的三维模拟结果表明,液相密度差异引起的自然对流使枝晶间富含溶质的液相不断向铸坯中心聚集.中心区域平均溶质浓度在液相穴深处迅速升高,并在凝固末端达到最大值.严重的正偏析集中在中心线周围.改善中心偏析关键在于控制液相穴末端的枝晶间液相的流动状况.     

电磁搅拌对马氏体不锈钢凝固组织的影响

通过马氏体不锈钢的静态浇铸试验研究了电磁搅拌对马氏体不锈钢铸坯凝固组织的影响.使用XRD分析确定马氏体不锈钢中主要相为α-Fe、M、Cr_(23)C_6.试验结果表明:电磁搅拌可以大幅提高铸坯的等轴晶率,消除缩孔、缩松,改善铸坯质量,随着搅拌电流的增加,铸坯的等轴晶比率随之增加.施加电磁搅拌后,铸坯晶粒得到细化,铸坯中C、Cr元素的分布变得均匀,屈氏体组织形态和分布发生明显变化:屈氏体组织变小变薄,在基体中的分布也呈弥散化.     

Micromodel of Simulation on Twin-Roll Continuous Casting Thin Strip Solidification Structure

在研究双辊连铸铝合金薄带工艺凝固过程的基础上,基于金属凝固的基本原理,建立双辊连铸铝合金薄带凝固的异质形核、枝晶尖端的生长动力学(KGT)、柱状晶向等轴晶生长的转变(CET)的解析模型,同时建立基于元胞自动机(CA)的双辊连铸铝合金薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织形成的仿真模拟奠定基础,从而为双辊薄带连铸工艺提供一定的理论指导。同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。