电渣熔铸渣池温度场数值模拟研究及解法改进

本文分析了电渣熔铸渣池温度场数值模拟所需的数学基础及其初始条件与边界条件；对国内外电渣熔铸渣池温度场相关数学模型的研究进程作了简要的综述，并进行了适当的评价；在前人研究的基础上，本文利用大型通用有限元软件ANSYS对电渣熔铸渣池温度场做了进一步的模拟研究，并得到初步结果；最后对渣池温度场数值模拟解法作了改进。     

电渣熔铸低碳马氏体不锈钢内部质量研究

研究了电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo后的凝固组织及不同位置的二次枝晶间距,以及电渣熔铸前后不同位置夹杂物的数量、尺寸、形貌、成分的变化规律.研究结果表明:电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的组织致密均匀,无疏松、气孔等低倍缺陷.电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的二次枝晶间距最大值为44.98μm,最小值为31.13μm,明显小于电极中的二次枝晶间距.电渣熔铸过程有利于减小二次枝晶间距,提高组织致密性与均匀性.电渣熔铸锭中夹杂物在面积百分比、最大当量直径和平均直径上均明显小于电极中的夹杂物,电渣熔铸去除夹杂物的效果明显.     

电渣熔铸曲轴自动成型控制系统研究

电渣熔铸是20世纪末的前沿学科，它可将金属的合成、精炼、凝固成型集中于一道工序，所制工件材质纯净，成分均匀，综合性能优良。阐述了电渣熔铸曲轴成型的原理、对自动控制的要求及实现协调控制的方法。电渣熔铸曲轴一步成型所生产的曲轴起载能力强，可靠性高，是高性能柴油机、船舶柴油机曲线生产的发展方向。     

电渣熔铸过程中渣池热电场耦合模拟研究

电渣熔铸过程中的渣池是一个集热场、电磁场、流场等于一体的复杂体系．各种场之间是相互影响的．且整个体系的边界条件非常复杂、本文通过将渣池内的对流传热转化为传导传热问题．在此前提下,对渣池的热电场传输现象进行了分析．同时对自耗电极、渣壳、结晶器、渣金界面等渣池热电传输边界条件作了合理的处理．使用大型有限元分析软件ANSYS对渣池的热电场进行了研究．模拟获得了渣池的电场和温度场分布图．在此基础上研究了两种场的分布特点．同时提出作为熔铸过程中主要产热区的渣池是由高热源区和低热源区所组成的观点．对调整电渣熔铸过程中工艺参数、稳定熔铸过程具有一定的指导意义．     

熔铸莫来石凝固过程数值模拟

利用数值方法建立了模拟三维温度场的数学模型，对具体的熔铸莫来石凝固过程进行了模拟计算和实际测定。表明所建立模型和运算程序适用于该类融体的熔铸过程模拟，为在微机上实现对各种熔铸材料凝固过程的模拟奠定基础。     

电渣熔铸中渣池集中高温区对电极熔化的影响研究

电渣熔铸是一种利用大电流通过渣池区域而产生的高温将自耗电极逐渐熔化的方法,其中渣池的温度分布特点直接决定了电极的熔化速度、提纯度以及铸锭的组织结构等,是熔铸系统中的关键区域.本文采用“反向熔铸”实验和“真假双电极熔铸”实验对渣池温度场分布进行了研究,并对实验模型进行了数值模拟.实验和模拟计算均证实了电极端部与金属熔池之间的渣池区域存在着一个集中的高温区,该高温区的存在对自耗电极的熔化起了极大的促进作用.     

自耗电极协调进给的PLC控制

电渣熔铸曲轴一步整体成型工艺中,涉及到金属电极（ 亦称自耗电极） 的进给控制－ 结合电渣熔铸曲轴一步整体成型机的开发,提出一种自耗电极协调进给的控制方案,介绍采用ＰＬＣ作为主控制器的自耗电极协调控制系统的设计实现     

铝硅合金凝固组织的数值模拟

通过热焓法处理结晶潜热的二维不稳定热传导方程模拟凝固温度场，利用Scheil模型模拟质量浓度场，提出了枝晶尖端生长动力学修改模型，在温度场模拟与质量浓度场模拟基础上模拟了凝固过程中铝硅合金的组织在计算机上实现了组织形成过程的可视化，模拟结果与实验结果进行比较，两者基本吻合。     

电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo低碳马氏体不锈钢力学性能研究

对热处理后的电渣熔铸低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo分别进行拉伸试验、冲击试验和硬度试验,利用金相显微镜(OM)观察热处理后的显微组织,应用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口和冲击断口,系统研究了电渣熔铸前后低碳马氏体不锈钢的力学性能.通过与电极的对比表明,电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的晶粒更加细小,其力学性能优于自耗电极,并且各向异性程度低.     

电渣重熔宏微观多尺度数值研究进展

电渣重熔过程伴随着电磁、流动、传质和传热等一系列复杂的宏观传输现象,同时伴随金属熔体形核和生长等一系列微观现象,宏微观现象之间彼此相互影响、相互制约,决定着最终重熔铸锭质量。在过去几十年里,研究者已经建立了电磁场、流场、温度场和溶质场宏观传输数学模型,揭示了电渣重熔体系内电流强度、磁感强度、焦耳热、电磁力、温度和溶质元素分布,以及渣金两相流动。最近,研究者建立了电渣重熔铸锭凝固微观组织数学模型,揭示了电渣重熔过程铸锭凝固组织演变规律和金属熔池形貌,以及重熔工艺对铸锭凝固组织的影响规律。然而,要全面揭示电渣重熔过程复杂的宏微观传输现象,还需要在电渣重熔过程熔渣内带电离子迁徙行为、电化学反应、枝晶间溶质扩散与流动、铸锭凝固收缩等方面进一步深入研究。     

带死区的开关量控制在电渣熔铸自动进给中的应用

介绍了带死区的开关量控制在大型曲轴电渣溶铸中驱动电动机,以实现自耗电极的自动进给要求.为了适应自耗电极慢速进给的需要,采用直流力矩电动机;而驱动电动机工作可以用PWM功率放大器或带死区的开关量控制.研究了两种方法的优缺点,给出了带死区的开关控制的基本原理及软硬件设     

电渣熔铸GCr15钢的碳化物球化处理

着重研究了电渣熔铸ＧＣｒ１５钢碳化物球化的高温固溶处理、沸水淬火和高温回火的新工艺方法。此方法可以缩短碳化物球化处理周期，节省能源     

电渣熔铸控制系统中的抗干扰处理

电渣熔铸属于现代近净成形技术，其控制系统作为一个数据采集与处理系统，弥漫着各种干扰．阐述了电渣熔铸控制系统抗干扰的意义；从软、硬件设计以及EDA技术三方面全面系统地描述了抗干扰采取的一些措施，提出了抗干扰的原则方法；系统工作状态良好。     

Development and investigation of electroslag continuous casting

The principle and technological design of electroslag continuous casting (ESCC), including bifilar mode, T-shaped mould, and metal level detecting system, are detailed. Remelting was carried out for 1Cr18Ni9Ti stainless steel with ESCC. The surface fin-ish, chemical composition, macro-and microstructures, and inclusions of the remelted billets were characterized. ESCC reduces the cost and increases the productivity in comparison to traditional ESR, while achieves comparably excellent products.     

电渣熔铸过程中数学模型的分类及数值模拟的简便求解

在综述国内外电渣熔铸过程中数学模型研究的发展状况的基础上,分析了其中偏微分方程与其定解问题中的边界条件的特点．然后,在常用的铸件轴对称的假设下,对偏微分方程及其边界条件进行变换,得出了各二维方程及边界条件所属的类型．在此基础上提出了简单有效的求解方法,并进行了渣池电位和渣池温度场的模拟计算,结果表明算法是有效的．     

Study on Oxygen Content, Inclusions and Fatigue Properties of Bearing Steels Produced by Different Processes

The metallurgical properties and fatigue life of bearing steel processed by electric furnace (EAF), ladle refining (LF-VD), continuous casting (CC) and electroslag remelting (ESR) have been investigated. The main results obtained are as follows: (1) Due to low oxygen content and dispersion inclusions in steel, the fatigue life of LF-VD-IC or CC is three times as high as that of EAF steel; (2) The oxygen content in steel produced by CC process is about 9.0× 10-6, the carbon segregation (C/C0) is from 0.92 to 1. 10 and the fatigue life of CC steel is equal to that of ladle refining ingot casting steel; (3) Although the amount of inclusion and oxygen in ESR steel is higher than that of LF-VD-IC or CC steel, the fatigue life of ESR steel is higher than that of the latter because of its fine and well dispersed inclusions.     

Behavior of Non-metallic Inclusions in Centrifugal Induction Electroslag Castings

In order to know the behavior of non-metallic inclusions in centrifugal induction electroslag castings (CIESC), non-metallic inclusions in 5CrMnMo and 4Cr5MoSiV1 were qualitatively and quantitatively analyzed. The largest size of inclusions in the casting and the thermodynamic possibility of TiN precipitation in steel were also calculated. The results show that sulfide inclusions are evenly distributed and the content is low. The amount of oxide inclusions in CIESC 4Cr5MoSiV1 steel is close to the ESR steel and lower than that in the EAF steel, and there are some differences along radial direction. Nitride inclusions are fine and the diameter of the largest one is 3-4 μm. With the increase of the centrifugal machine's rotational speed, the ratio of round inclusions increases and the ratio of sharp inclusions decreases. According to the experiment and the calculation results, it is pointed out that the largest diameter of non-metallic inclusions in the CIESC 4Cr5MoSiV1 casting is only 6.6 μm, and [N%][Ti%] in 4Cr5MoSiV1 steel should be controlled less than 4.4× 10-5 in order to further reduce the amount and size of TiN inclusions.