板坯连铸结晶器夹杂物运动行为的数值模拟和优化

采用数值模拟的方法,基于速度边界层理论和力的平衡原理,建立描述夹杂物在结晶器内运动的数学模型。以梅钢板坯连铸结晶器断面220mm×900mm、拉速1.2～1.8m/min等条件为研究对象。研究水口倾角、水口插入深度、拉坯速度对结晶器内钢液夹杂物行为的影响。得出有利于生产的设计数据。     

连铸结晶器水模型内含气率分布的数值模拟

针对连铸结晶器的水模型内含气率分布问题,采用准单相模型模拟了不同气泡直径、不同水流量和不同吹气量对含气率的分布的影响.结果表明,含气率分布总体外貌呈"蒜头状",气泡直径和水流量对含气率的分布范围影响较大且随气泡直径减小或水流量的增加含气率分布范围增大,而吹气量的影响不显著.通过与实验结果对比,验证了研究方法的正确性.     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

连铸结晶器内钢液流场的数值模拟

采用商业软件,针对连铸机结晶器的结构和工艺参数,进行了流动过程的三维数值模拟,分析了浸入式水口的浸入深度、水口侧孔倾角和拉速对结晶器内钢液流动的影响.结果表明,合适的浸入深度、水口侧孔倾角和拉速有利于夹杂物的上浮,减小液面波动.     

宽厚板连铸过程温度场数值模拟

根据传热学基本原理和有限单元法,利用商业软件ANSYS分析了板坯连铸凝固过程的温度场和结晶器内铸坯应力分布,计算了板坯中心与表面的温度分布、坯壳厚度、液心长度等,计算结果与现场实测值基本吻合,对深入分析板坯连铸生产过程温度及应力变化提供参考依据.     

连铸结晶器内温度场的数值模拟

采用有限差分法计算连铸结晶器内的温度场。开发了新的计算程序,在计算中采用了不等长空间网格计算,克服了以往有限差分计算多采用等长空间网格的局限性,使该计算程序适合于不同尺寸的铸坯。计算所得结论与前人结果相符。     

厚板坯连铸过程温度场数值模拟

结合某钢厂的连铸机生产实践,建立宽厚板坯连铸传热数学模型,利用商业软件ANSYS,通过改变拉速,过热度,二冷水量等条件,对Q345C厚板坯的凝固过程进行数值模拟,分析了不同因素对连铸凝固传热过程的影响.     

基于有限差分法的单晶热型连铸凝固过程的数值模拟

采用有限差分法对金属单晶热型连铸凝固过程的温度场进行数值模拟,对不同工艺组合下的液固界面曲线进行分析和比较,确定了连铸速度、冷却水流量、冷却距离、铸型温度等主要工艺参数对液固界面位置和形状的影响,其中连铸速度对凝固界面形状的影响不大,但对其位置的影响较大;改变冷却水流量和冷却距离均可调节冷却强度,相比之下,冷却距离对液固界面的影响更大;铸型温度对固液界面位置的影响较大,应进行准确控制。实际操作中可采用较小的冷却距离,同时适当提高连铸速度,保持铸型温度略高于金属熔点。     

异型坯连铸结晶器内流动与凝固耦合数值模拟研究

针对马钢异型坯结晶器内的传输现象,建立了相应的数学模型.利用有限元软件ANSYS研究了异型坯结晶器内钢水流动规律,并耦合计算了钢水的凝固过程,其中凝固潜热的处理采用了等效比热法.计算结果和现场规律吻合,为现场工艺优化提供很好的参考作用.     

板坯连铸机结晶器内钢液流场的数值模拟

基于流体力学的基本理论,利用商业软件fluent的,κ-ε湍流模型,实现了对结晶器内钢液流场的三维数学模拟.重点分析了浸入式水口的形状、插入深度、水口侧孔倾角以及拉速等工艺参数对结晶器钢液流场的影响.结果表明,对于断面为1280 mm × 180 mm的板坯结晶器,水口插入深度为150 mm,水口倾角为向下15°,拉坯速度为1 m/min时,结晶器内的流场较好.     

薄壁铸件反重力铸造充型和传热的数值模拟研究

利用ＳＯＬＡＶＯＦ方法，通过二维流场和三维温度场的耦合计算，对铝合金薄壁件反重力铸造进行了数值模拟研究。研究结果表明：铝合金薄壁件反重力铸造充填流体形态的基本特征是“反向充填”（适应３ｍｍ以上铸件）；充型结束时的温度场由充填流体形态决定；充型速度对充填流体形态的基本特征影响不大。     

利用外场控制连铸坯凝固组织

研究了不同参数的脉冲电流对Q235钢凝固组织的影响,结果表明：脉冲电流的电压和频率对凝固组织的优化有一最佳值。初步解释了脉冲电流影响凝固过程的作用机理。     

马钢CSP薄板坯连铸结晶器流场的数值模拟

主要对马钢CSP薄板坯结晶器内钢液流场进行数值模拟,深入研究不同的水口插入深度与拉坯速度对流场的影响,实现稳定和提高铸坯质量的目的。     

3-D Finite-Element Numerical Simulation of Centrifugal Induction Electrosalg Casting Solidification Process

A 3-D finite-element numerical simulation model of temperature field for CIESC casting solidification process was developed with the aid of ANSYS software and a series ofcorresponding experiments were made. The results showed that the good agreement was obtained between the numerical simulation and the experiments. Based on the numerical simulation results, the characteristics of tem- perature distribution in the castings during CIESC solidification process were analyzed and summarized. According to the G/R1/2 method and numerical simulation results, there is no any shrinkage defect in the CIESE casting and structure of casting is fine and compact.     

钢锭模在铸锭过程中热弹塑性应力的数值模拟

采用有限单元法,进行了钢锭模在铸锭过程中的热弹塑性应力的数值模拟,获得了钢锭模中不同部位的热应力随时间的变化及热应力沿模壁分布的数据,为钢锭模结构改革提供了设计依据     

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．     

镁合金汽车方向盘压铸成型工艺的数值模拟

在对镁合金汽车方向盘压铸件进行工艺分析的基础上,利用流体动力学软件Flow-3D对所设计的浇铸系统进行充型、缺陷和温度场分布的数值模拟,并根据模拟结果分析了各方案的优缺点,确定出该产品较合理的压铸工艺方案.结果表明:金属液从镁合金汽车方向盘的法兰外成端三条内浇道注入,并设溢流槽和排气槽是较佳的工艺方案.     

衬板铸件消失模充型过程的数值模拟

运用ProCast软件进行数值模拟,考察了衬板实型铸造的充型特点,得到了衬板铸件充型过程速度和温度场的变化情况,并对衬板铸件进行了缺陷的预测与分析。确保了铸件质量,缩短试制周期,降低生产成本。     

厚大断面球铁铸件凝固过程的数值模拟

应用计算机对厚大断面球铁铸件的凝固过程进行了温度场的数值模拟，提出了铸型受热辐 铁水浸泡的初始温度分布函数，并考虑了结晶潜热和强制冷却工艺等因素，使模拟精度高，误差在５％以内，为研究厚大断面球铁铸件的凝固规律提供了较可靠的参考依据。