注入钢液温度降低时中间包非稳态过程数值模拟

利用所建立的中间包非稳态传输过程数学模型对包浇注一个包次周期中中间包工作过程进行了数值模拟.在中间包非稳态过程模拟中首先采用稳态速度场和温度场作为计算的起始速度场和湿度场,以此为基础,完成一个包次浇注过程的计算后,用其所得物理场作为初始速度场和湿度场,进行中间包注入钢液温度降低所产生的非稳态过程模拟计算.模拟结果表明,这样处理更加逼近中间包的真实状态.通过对数值模拟结果的分析,发现在钢包一个包次浇注过程中,中间包中出现两次"流动逆转"和"温度逆转",且第一次逆转有利于中间包冶金功能的发挥,第二次逆转的作用相反,应设法避免和推迟中间包内第二次逆转现象的出现.     

板坯中间包空包、充包过程中自由表面的数值模拟

中间包液面稳定时,钢水的流入和流出可以近似认为是一个稳定流动过程.然而在开浇时液面升高或在换钢包和浇注末期中间包液面下降时,流速有较大的变化而引起流动模式改变导致表面波的形成.研究了中间包内钢液在空包和充包过程中自由表面的变化以及此过程的速度场,研究结果深化了对中间包空包、充包工作过程的认识.     

铝合金汽车转向器壳体真空压铸工艺

为了提高铝合金压铸件的质量,采用真空压铸成形技术对铝合金汽车转向器壳体的压铸成形性进行了研究.利用正交试验、硬度试验、密度试验及显微组织分析,研究了真空压铸工艺参数对转向器壳体压铸成形性能的影响.结果表明：在开模时间10s及型腔真空度5~10kPa的条件下,工艺参数对转向器壳体密度的影响主次顺序为压射速度、浇注温度和模具温度,而对硬度的影响主次顺序为模具温度、浇注温度和压射速度.转向器壳体合适的真空压铸工艺参数为浇注温度680℃、模具温度140℃、压射速度3m/s.采用真空压铸工艺不仅能明显改善压铸件的充型性能,提高铸件密度、表面光洁度及力学性能,减少气孔缺陷,而且还能明显提高铸件的合格率.     

板坯连铸中间包下渣量及影响因素水模型研究

对我国某钢厂单流板坯连铸机中间包进行了水模型实验研究，测定了不同条件下中间包的下渣量和中间包钢液的RTD曲线及平均停留时间，用NOSA统计软件对测试结果进行了数据处理。研究中发现，中间包下渣量与浇注高度、中间包结构、控流元件的位置和高度、大包换包及换包时中间包液面高度有关。同时还观察到，采用阶梯型结构的中间包，在每一个中间包浇注最后一炉时，既可以降低中间包下渣量，又可以提高金属收得率。     

宝钢板坯连铸机中间包三维流场数模研究

本文根据宝钢板坯连铸机中间包的形状和操作工艺参数,建立了一个钢液流动的三维数学模型,并利用数值计算结果,分析了宝钢中间包上、下挡墙结构对钢液流场的影响。结果表明,这种结构的中间包,有较合理的钢液流场。可避免钢渣卷入钢液流向水口进入结晶器,也有利于钢液内的夹杂上浮排除。     

马钢CSP中间包水模实验研究

通过水力学模拟和正交实验方法,研究了马钢CSP中间包内钢液的流动模式和夹杂物排除情况,优化出中间包内设置挡渣墙和坝流控制方案,提出了浇注过程中中间包合理液面高度的控制参数.     

实型铸造法制作铝－石墨粒子复合材料

尝试采用实型铸造法制作铝－石墨粒子复合材料。将石墨粒子加入塑料模型中。模型放入砂型中浇注铝合金液。浇注时塑料模气化，铝合金液取代其位置，一些石墨粒子留在铝铸件中。实型铸造法具有制作铝－石墨粒子复合材料的潜力。与其它工艺方法一样，铝合金液对石墨粒子的润湿能力是该工艺的最重要的因素。要得到好的结果，应用高的浇注温度，顶浇口，钢在复石墨粒子和在塑料模中加入表面活性元素。     

五流大方坯中间包流场优化

针对某钢厂五流大方坯中间包3流铸坯探伤不合格率较高的问题,采用数值模拟方法,研究不同结构中间包钢液的流场。结果表明,该钢厂现使用的中间包结构不合理,近流有短路流出现,且各流差异较大,不利于去除钢液中的夹杂物和提高各流间钢液的均匀性;采用大冲击区,挡墙中墙不开孔、侧墙开4个孔,设置2个坝的中间包结构最佳;中间包结构优化后,消除了近流的短路流,中间包钢液平均停留时间达652.9 s,各流示踪剂浓度的标准差仅为0.011 9,死区体积分数也仅为21.96%,既有利于夹杂物上浮去除,也保证了各流间钢液的均匀性。     

用途广泛的高端产品——齿轮钢(二)

在低氧含量的控制方面,随着氧含量的降低,齿轮的疲劳寿命大幅度提高,这是由于钢中氧含量的降低,氧化物夹杂随之减少,减轻了夹杂物对疲劳寿命的不利影响．通过LF钢包精炼加RH（VD）真空脱气后,模铸钢材氧含量可小于等于15ppm,日本采用双真空工艺（真空脱气、真空浇注）可以达到小于等于10ppm的超低氧水平．     

RH真空精炼过程中钢液循环流动的数学模型

在能量守恒的基础上 ,通过建立RH真空精炼过程中钢液循环流动的全过程湍流流动数学模型 ,给出钢液在真空精炼过程中的循环流动形态 ,为了解认识RH真空精炼中影响钢液循环流动的因素和提高RH循环流动率奠定了理论基础     

双金属液浇注灰/蠕复合铸铁工艺研究

为了得到兼顾强韧性和导热性的复合铸铁,设计了四种双金属液-液浇注工艺.浇注双金属液时,统一采用底注式浇注系统浇注下层金属液,改变浇注上层金属液的浇注系统,上层金属液浇注速度选择为5cm·s-1,两种金属液浇注间隔时间选择为20s,下层金属液浇注高度超过理论结合面15mm.利用计算机数值模拟方法研究了金属液充型过程,并与实际浇注结果进行了对比验证.研究结果表明:采用缝隙扇形式浇注系统,制备出的灰/蠕复合铸铁的抗拉强度达到205 MPa,高于HT200灰铸铁,其500℃时导热系数为36 W·(m·k)-1,高于RuT300蠕墨铸铁.     

连铸中间包内流场控制优化水模实验研究

根据相似原理,研究了原设计方案和优化改进方案对中间包流场的影响。采用刺激-响应实验方法测得中间包流体的平均停留时间分布(RTD)曲线,并得到不同方案控流装置对中间包流体流动的影响,从而优化对中间包流场的控制。研究结果表明:方案4中活塞区体积分数增大了42.44%,钢液平均停留时间延长了500s左右,并且提高了中间包各流之间的钢液均匀性,从而促进夹杂物的上浮去除。     

中间包隧道式过滤器的物理模拟

在1∶2的中间包水模型上,采用物理模拟的方法对中间包安装隧道式过滤器前后的流场进行研究,分析过滤器出口角度、挡坝高度等因素对流场的影响。结果表明:中间包隧道式过滤器不仅能过滤钢液,还能与其他控流装置组合使用,优化中间包流场,为进一步降低钢中夹杂物提供了一种选择;方案为过滤器出口角度20°,挡坝高度350 mm,能够很好地优化中间包流场,有效降低死区体积分率,增加活塞区体积分率,延长钢液的平均停留时间,使夹杂物上浮去除条件得到进一步改善。     

连铸中间包耐火材料的冲蚀特性与控流装置的优化设置

中间包内耐火材料的损毁是化学反应、热应力与钢液流动的协同作用所致,中间包内控流装置发生侵蚀的主要原因是钢液对耐火材料的冲蚀。对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝的中间包耐火材料的冲蚀特性进行数值模拟计算与分析,结果表明,中间包内冲蚀最严重的部位是在湍流控制器及冲击区包壁上部1/3处,其次是挡渣堰迎向钢液流动一侧壁面;随着挡渣堰与钢液入口距离的增加,钢液对挡渣堰、挡渣坝的冲蚀强度下降;根据停留时间分布（RTD）曲线设置中间包控流装置时,应考虑钢液对耐火材料的冲蚀特性。     

首钢中间包优化设计(Ⅰ)

应用湍流流动数学模型研究了首钢中间包内钢液的流动与混合 ,该模型包括求解三维湍流的N -S方程和k -ε双方程模型 对首钢第二炼钢厂现有中间包的流场和钢液的停留时间做了模拟与分析 ,并预报了在不同位置加设不同高度的坝后 ,中间包内钢液的流动状态及停留时间 结果表明 ,如果坝的设置不当 ,中间包内钢液的流动状态则会更差     

小方坯连铸机中间包内钢液流动水模试验研究

在小方坯连铸机四流梯形中间包内,使用不同形状的冲钢砖对钢液流动状态的影响,进行了水模试验研究。试验发现,注流的旋转散乱与中间包内钢液的流场有密切关系。通过水模的多次试验找到了较合理的冲钢砖结构,使钢液的流场更趋合理,消除了注流的旋转散乱状态。     

七流连铸中间包流场的数值模拟

采用FLUENT软件对中天钢铁集团公司七流连铸中间包内型流场进行数值模拟,研究速度矢量、湍动能和流体迹线分布规律,分析中间包内有无C型挡墙加入的流场特征.模拟结果表明,加入C型挡墙使中间包的湍动能主要集中在入口区域,利于延长包内各流的平均停留时间,减小死区体积分数,包内各流流动更加均匀,有利于钢液温度和成份的均匀.     

不同基体真空蒸镀铝膜的附着力研究

采用电阻加热式真空蒸镀法在玻璃、H13钢、塑料和纯铜基体上镀制铝膜,并对其附着力进行了测试和分析.结果表明:铝膜对基体的附着力随蒸镀时间的延长而增加,二者基本上呈线性关系;在相同镀制工艺条件下,铝膜对玻璃、H13钢、纯铜和塑料基体的附着力依次增强;在50~350℃之间退火后,铝膜对纯铜基体的附着力高于退火前,且随退火温度的升高而增大.     

双金属液复合浇注斗齿的铸件质量控制

主要介绍了斗轮式挖掘机斗齿采用高铬铸铁—钢双液复合浇注的铸造工艺。为防止斗齿产生夹渣，先浇注的铁液液面高度应控制在法兰盘的下表面，钢液的内浇口呈扇形外扩，在双金属过渡区(热节部位)内放置钢筋，既消除了斗齿内部缩孔，又实现了双金属的双重复合。大大提高了斗齿过渡区的强韧性。另外，双液浇注的间隔时间控制在1～1．5min之间为宜。     

中间包冶金的发展

本文总结了关于中间包冶金的最新成果。着重研究了利用中间包冶金方法去除钢液中的夹杂物，并对中间包冶金方法的发展提出了作者的观点。