内冷却器对方坯连铸结晶器内钢水流动影响的数值模拟

采用CFD软件Fluent对0．2％碳钢165mm方坯连铸结晶器内钢水在流场温度场耦合作用下钢水流动状况进行数值模拟并考察结晶器内冷却器的作用。结果表明内冷却器可以明显的减缓钢液的波动状况,降低钢液的流动速度。而使钢液的流动变得均匀。     

方坯连铸非稳态充型过程流场温度场耦合数值模拟

采用CFD商用软件Flow-3d,对C的质量分数为0.2%的碳钢165mm×165mm方坯连铸非稳态充型过程中结晶器内钢水在流场、温度场耦合作用下的凝固和流动状况进行数值模拟。结果表明,内置冷却器在连铸充型过程中可以明显地提高传热效率,降低钢液冲击深度。内冷却器对钢液的流动影响很大,可以减缓钢液的流动速度,减少冲击深度,并能使钢液的流动更加均匀,提高铸坯质量。     

马标C12D钢方坯角裂漏钢控制实践研究

马来西亚标准C12D钢属于包晶钢,采用7机7流8 m弧方坯连铸机生产C12D钢连铸方坯(165 mm×165 mm),在生产中存在的主要问题是内弧角部纵裂,直接导致漏钢而影响正常生产的顺利进行。为控制由于连铸坯角部纵裂而产生问题,通过对连铸C12D钢裂纹形貌、组织和裂纹形成机制的研究。通过调整钢水成分、钢水过热度、保护渣的选择、调整冷却水量、拉坯速度等参数进行优化,最终达到控制铸坯角部纵裂、稳定生产顺行的目标。     

基于OpenFOAM的方坯连铸结晶器内多相流场数值模拟研究

针对方坯连铸结晶器内钢水流场数值模拟分析问题,利用开源软件OpenFOAM的灵活性和可扩展性,对其多相流求解器multiphaseInterFoam进行代码修改,以适应模拟计算要求。利用所开发的程序计算了方坯连铸结晶器内的钢水流场,探讨了对方坯连铸结晶器内多相流场进行数值模拟计算分析的可行性。计算结果表明:结晶器四水口流场复杂不对称,在保护渣上表面稳定的情况下仍有卷渣可能。     

组合式结晶器内连铸坯皮下气泡的形成

通过对有关文献的评述,讨论了连铸板坯皮下气泡的形成原因和分布特点,说明连铸过程中组合式结晶器角缝中上升气流吹入钢水可造成连铸坯皮下气泡。降低钢水过热度、降低拉速以促使结晶器内钢水尽快形成稳定坯壳,从而可以抵抗气流吹入,减轻皮下气泡的形成。由于在组合式结晶器内连铸坯皮下气泡的产生是难以避免的,所以棒材生产线的方坯连铸机不宜采用组合式结晶器,采用管式结晶器是当前的发展趋势。     

国外信息

方坯高速连铸用结晶器在方坯连铸机上高速连铸技术是提高生产率的有力手段。高速连铸存在的问题是结晶器内不均匀凝固引起的菱形变形,角部裂纹和拉漏等。为了解决这些问题,日本的Steel Plantech公司和共英制钢公司开发了方坯高速连铸用结晶器。该结晶器采用抛物线锥度,抑制拉坯阻力的增加,使凝固壳均匀;角部的锥度率和面部间的锥度率可独立设定。用130mm×130mm结晶器在连铸机上进行高速连铸试验的结果确认:     

低过热度方坯连铸充型过程动态数值模拟

借鉴板带铸轧立坯之前的跑钢过程,提出了一种低过热度强迫浇注连铸技术,即通过旋转的冷却辊将液态金属冷却,并强迫其注入结晶器,以降低钢水的过热度,起到提高传热效率和改善铸坯内部组织的目的。运用流体力学分析软件,对低过热度浇注和普通浇注结晶器内钢水充型过程进行动态模拟,得到了充型过程的速度分布图和不同时刻的温度分布图。结果表明,双辊冷却低过热度浇注在充型过程中可以降低钢水过热度,加快结晶器内钢水的凝固。     

高拉速小方坯结晶器热流密度模型的开发及应用

作为连铸生产设备中的关键部件，结晶器对高拉速连铸起到了至关重要的作用。通过建立结晶器平均热流密度计算模型，计算结晶器内控制单元中凝固坯壳、糊状区及液态钢水区对应的质量，进一步计算整个控制单元的散热量，从而得到结晶器的平均热流密度。结合低拉速结晶器实际生产工况参数以及数值模拟分析，验证了模型的准确性。在高拉速工况下分析得到：对于160 mm×160 mm小方坯，在有效结晶器长度为900 mm、拉速为6 m/min的条件下，其结晶器出口处凝固坯壳厚度达到10 mm时，结晶器平均热流密度约为4 200 kW/m²;以模型计算得到的热流密度为边界条件，应用有限元仿真软件进行结晶器内钢液凝固状态模拟，计算结果显示凝固坯壳厚度为10 mm。根据平均热流密度计算模型得到的热流密度，结合管内受迫对流换热模型，设计了4种不同的结晶器冷却结构并计算其对流换热系数。利用计算得到的对流换热系数，推导出结晶器各种冷却结构对应的热流密度，得到了适用于高拉速的结晶器冷却结构及水流量。     

复合式结晶器结构及温度场、热应力研究

为改善特大断面连铸方坯热容量大、传热效率低等问题,基于结晶器传热学理论分析,提出复合式结晶器新技术。针对此结晶器,在保证铜板正常工作情况下,采用耦合方法,分析铜板、内冷却器的温度场及热应力分布。结果表明,铜板温度最高为230.8℃,热应力最大为261 MPa;内冷却器最高温度为406℃,应力为399 MPa,对内冷却器结构材料要求提高。该计算结果及方法可为结晶器铜板设计及工业应用提供参考。     

小方坯连铸结晶器内注流偏流流场的数值模拟

对国内某钢厂165mm×163mm小方坯不锈钢连铸机弧形结晶器建模,利用CFX软件模拟了水口沿连铸机径向向内弧侧偏离不同距离后结晶器内钢液流场和液面波动情况。结果表明,水口沿连铸机径向向内弧侧偏离结晶器入口几何中心12mm时,注流对结晶器外弧侧凝固坯壳的冲击减弱,同时结晶器内内外弧侧向上回流的钢液均能到达弯月面处,结晶器内钢液流场分布更加合理。     

智能交流接触器与现场总线

本文在分析智能接触器发展前景的基础上，结合现场总线说明数据通讯能力对于接触器监控的重要性。利用计算机强大的图形处理和数据计算能力。将工业现场一定数量的接触器应用现场总线组成控制局域网，通过监控计算机实施本地或远程监控和管理。     

铝熔炉电磁搅拌磁场与流场的数值模拟

铝熔炉的电磁搅拌能显著提高铝加工企业的生产效率和经济效益.针对一个110 t铝熔炉的电磁搅拌器,通过建立模型,进行了磁场与流场的数值模拟.结果表明,在熔体内部,磁场沿熔炉高度方向剧烈衰减;铝熔体在电磁力的作用下,形成两个大的回流区,铝熔炉表面的速度分布均匀.     

铸轧熔池内三维流场与温度场耦合数值模拟

建立了双辊式薄带钢铸轧过程的三维流场与温度场耦合数学模型，研究了工艺参数对铸轧过程的影响。结果表明：较低的过热度可以在薄带的整个厚度方向上得到较为均匀的组织，但是过热度太低则易使金属冷凝在浇注系统中，不利于夹杂物上浮；铸轧速度在v≤vc的一定范围内可使凝固终点正好在辊缝吻合点以上2～8mm范围内。通过该模型的研究，可为控制带钢铸轧过程打下理论基础。     

Field electron emission experiments with plasma sprayed layers

The paper summarizes the investigation of field electron emission properties of plasma sprayed layers. The tested layers were Cr₂O₃ + SiO₂, Al₂O₃ + TiO₂, TiO₂, Cr₃C₂ + NiCr and Cr₃C₂ + NiCrAlY. The deposition methods were APS and SPS. The Cr₂O₃ + SiO₂, Al₂O₃ + TiO₂ and TiO₂ layers were laser engraved after deposition. Structure investigations of the deposited layers revealed them as composite. The obtained results show, that field electron emission from plasma sprayed layers is comparable with emission from DLC and other carbon-based layers. The best turn-on field was 12 V/μm and has been obtained for laser engraved Al₂O₃ + 13 wt.% TiO₂ layers. Investigation of temperature dependence of emission showed a remarkable influence of hot (Schottky) emission. The emission of Al₂O₃ + TiO₂ layers decreased in elevated temperatures. This has been attributed to the temperature dependence of TiO₂ permittivity, which increases with temperature. Computer calculations supported this explanation. The emission parameters suggested very high local electric fields. This probably was the result of field enhancement due to presence of dielectric-conductor-vacuum junction points in addition to that caused by the surface topography.     

磁场辅助电化学抛光试验研究

从带电离子在电磁场中的受力行为和运动状态入手，试验研究了磁场对阳极溶解速度、产物扩散速度、材料去除速度、极间电流的影响，最后还分析了磁场对电解液的搅拌作用。研究表明由于洛仑兹力和电场力的共同作用，改变了离子的运动轨迹，提高了峰点或侧面的溶解速度和产物的扩散速度，从而有效地改善了表面粗糙度；峰点的去除速度远大于无磁场时的去除速度，谷点的去除速度远小于无磁场时的去除速度，因此从微观上说磁场辅助电化学抛光对基体的损害较小，精度保持性好；磁场的搅拌加快了液相传质，改变了电化学反应，使极间电流强度增大，抛光效率提高。     

复合电磁场作用下高温合金锭的真空熔铸技术研究

系统研究了在K417高温合金真空熔铸过程中施加由工频交流电磁场和恒稳直流电磁场组成的复合电磁场对高温合金铸锭凝固组织的影响。实验结果表明:在浇注完毕后同时施加60 A旋转电磁场和290 A恒稳直流电磁场的工艺条件下,由于恒稳直流电磁场在金属液面处产生的电磁制动效应可以抑制施加旋转电磁场所引起的金属液面的波动,不仅避免了因金属液面波动太大而使铸锭缩孔恶化的情况出现,而且大幅提高了旋转电磁场在金属液凝固过程中的作用范围和效果,最终得到细小等轴晶比例达到96%、缩孔明显改善的优质高温合金铸锭。     

带有相变的三维温度场数值模拟

以激光熔凝表面强韧化处理为背景 ,应用空间的弹塑性有限单元和高精度的数值算法、同时考虑材料组织性能的变化来模拟材料的温度场。主要研究激光熔凝加工中瞬时温度场数值模拟 ,同时考虑相变潜热的影响 ,为第二步热应力场及残余应力的数值模拟做准备。最后用算例验证了模型的正确性 ,并给出了不同时刻温度场的分布。     

基于彩色成像的铸件辐射温度场测量

研究了炽热铸件辐射成像和温度场测量的方法.通过比较铸件的计算机图形RGB三色辐射亮度,建立铸件表面的辐射亮度等高线;通过黑体定标系统建立亮度、RGB三色值和辐射温度之间的联系后,可测定铸件随时间、空间变化的温度场.利用图形色阶可以控制和调整等高线的生成区域大小、等高线密度和等高线生成初值,突出被测物体的主体.它可作为计算机仿真、凝固模拟的补充和铸造缺陷事后分析的辅助工具.CCD器件的普及为工程推广应用提供了物质基础.     

具有高灵敏度磁阻效应的纳米颗粒膜

利用Ｆｅ/Ｃｒ等金属人工晶格巨磁阻膜制作的自旋阀膜 ,用作磁记录用磁头等已获实用化 ,但因要求其制成复杂的多层结构 ,制作成本太高而限制了它的广泛应用。金属 -绝缘体系纳米颗粒膜 ,采取铁和钴之类磁性金属与生成热大的氧化物进行组合是比较容易制得的。ＭｇＦ2 、ＢａＦ2 和ＣａＦ2 之类氟化物也是具有大生成热的化学稳定的化合物 ,由Ｆｅ (Ｍｇ Ｆ)和Ｃｏ (Ｍｇ Ｆ)组成的体系也可获得显示隧道效应巨磁阻的纳米颗粒膜。日本电磁材料研究所为了改进金属 -绝缘体系纳米颗粒膜在弱磁场下对磁场的敏感度 ,研究了 (Ｆｅ Ｃｏ) (Ｍｇ Ｆ)系…