金属表层电渣加热机理的模拟与试验研究

金属表层电渣加热是一种新型的金属表层加热技术.借用ANSYS商业软件,通过数值模拟和金属表层电渣加热试验,研究r金属表层电渣加热的机理.在电渣加热过程中,渣池中的电场、电位和电流密度都是影响渣池中金属表层温度场的主要因素.模拟和试验结果表明,在金属表层电渣加热过程中,渣池中的电极和被加热金属之间产生的高密度电流,成为使金属表面迅速升温的高热源区,这种金属表层加热技术具有加热速度快、节能等特点,为金属材料的复合和金属的表面处理开辟了一条新的加热途径.     

电渣熔铸中熔池深度及其控制的计算机模拟研究

基于一种电渣熔铸凝固结晶过程的三维元胞自动机模型，对电渣熔铸凝固过程进行了计算机模拟－ 就电渣熔铸过程中金属熔池深度的变化以及电极熔速、渣温、铸件尺寸和散热系数对它的影响进行了一系列计算机模拟试验－ 结果再现了电渣熔铸中一些已确认的现象，而对其它未知因素则获得了有意义的明确结果－     

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.     

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．     

电渣重熔过程中氧含量的控制

电渣重熔钢锭中的氧主要来源于自耗电极中的原始氧、在电极制造和重熔时渣池上方电极表面生成的氧化铁皮、渣料带入的不稳定氧化物和电渣重熔过程中气氛中的氧，为了有效地控制电渣锭中的氧含量，必须使用复合脱氧剂对自耗电极进行终脱氧，对自耗电极表面进行处理，严格控制渣中不稳定氧化物的含量，以及降低电渣重熔过程中气氛中的氧分压．     

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。     

电渣重熔过程渣池流场数值模拟

采用商业软件ANSYS和FLUENT建立了电渣重熔过程渣池流场数学模型,分析了电渣重熔过程电磁力和热浮力共同作用下渣池流动行为,以及典型电渣重熔工艺参数（电极形貌、插入深度、填充比和电流强度）对电渣重熔过程渣池内流场的影响规律．结果表明：电磁力有利于渣池内产生逆时针涡流,浮力有利于渣池产生顺时针涡流．电极端部形貌对渣池流动影响较大,当电渣重熔电流均为5000A,频率为50Hz时,平头电极所在渣池内同时存在逆时针涡流和顺时针涡流,锥形电极所在渣池内只存在逆时针涡流．电极填充比和电流都对渣池内流动行为影响较大,减小电极填充比和增大电流强度都会使渣池内逆时针涡流增加．     

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。     

气体保护电渣重熔过程中电渣锭的洁净化控制

进一步提高电渣重熔过程钢的洁净度是提高最终钢材综合机械性能的关键环节之一.本文探讨了洁净钢电渣重熔过程的几个重要方面.降低钢中总氧和硫含量,减少钢中非金属夹杂物是洁净钢生产的重要任务.本文还介绍和讨论了电渣冶炼洁净钢过程中氧、硫和夹杂物控制的相关理论及最新研究结果.     

梯温充液拉深成形数值模拟分析

提出梯温充液拉深工艺,即在板料温充液拉深实验装置中的凹模和压料板表面分别打上有规律的孔,通过接触加热在板料上形成梯度分布温度场。通过有限元模拟0Cr18Ni9不锈钢板料筒形件拉深过程,对比分析均匀加热与梯温加热2种不同加热方式对板料成形性能的影响。研究表明,与均匀加热相比,梯温加热拉深工艺能进一步提高板料的极限拉深比。     

微波在制备纳米金属及其化合物中的应用进展

纳米材料的制备方法分为化学法、物理法和综合法。综合法又包括超声沉淀法、激光沉淀法及微波合成法等。其中微波合成法具有快速、简便、节能、避免团聚等特点,受到人们的普遍关注。介绍了微波加热的作用原理及其特点,简述了近几年来微波在制备纳米金属粒子及其纳米金属化合物中的应用。与常规加热相比,微波加热所获得的纳米粒子由于粒子尺寸小、有效表面积大而使其具有特殊的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等优点。因此,研发微波加热条件下制备纳米材料的新方法及开发出高性能的新型纳米材料将成为研究的热点。     

水合物加热开采时土体变形数值分析

天然气水合物是未来的一种新型能源,但水合物的分解可能使地表产生较大的变形,从而影响到开采平台及地面建筑的稳定性,甚至带来环境灾害.基此,文章利用有限元法对水合物的加热开采过程进行了热力耦合分析,得到了水合物开采过程中土体的变形规律.计算结果表明：水合物加热开采时,土体变形量随着分解半径的增大而非线性增加;当水合物分解半径为40m时,地表最大沉降迭0.38m,最大水平位移为0.12m.     

D2钢大锻件退火加热新工艺设计及研究

运用传热理论,并和用有限差分法对Ｄ２钢大锻件退火加热温度场进行了计算,得出了退火加热锻温度随炉温的变化规律,实际测定了锻件加热过程中锻件表面及中心温度,计算值怀实验值吻合较好,从而得出了Ｄ２钢大锻件退火加热的新工艺,新工艺科学、合理、节能, 于实际生产。     

针翅管传热计算及针翅管的应用

本文简要地叙述了在传热设备中，高温烟气的热量通过金属壁面传递给水的情况下，采用针翅管作为对流受热面可以提高传热量的原理，并提出粗略的计算方法。本文还以已开发的采用针翅管的传热设备为实例，应用上述计算方法进行计算，同时以所得的结果与采用相同受热面的普通烟管进行比较，其传热量明显增加，约可提高２０％。本文最后对采用针翅管的传热设备的实测数据进行分析来说明采用针翅管作为对流受热面所取得的实际效果。     

大功率高频感应脉冲加热特性研究

大功率高频感应脉冲淬火是一项新兴的高能量密度、高效益的热处理技术。本文采用微机控制、检测的大功率高频感应脉冲发生器和光导纤维快速测温系统,对于该技术的加热特性进行了较系统地研究,并从电磁场方程出发,在理论上进行了较深入的讨论。作者还借助计算机数据处理求得了与功率密度有关的热透深度与加热时间之间的回归方程。     

铸造H13模具钢在热挤压模中的应用

分析了铸造H13模具钢化学成分及性能特点,论述了通过采取电渣重熔工艺、精铸工艺及合理的热处理,可提高铸造H13热挤压模的性能与寿命.实际应用表明,使用铸造H13热挤压模代替3Cr2W8V锻造热挤压模是一种经济有效的方法.     

供暖方式改革与分户供暖的技术策略分析

基于对我国现有的能源状况及各种供暖方式优缺点的分析,尤其是通过对便于调节控制和计费收费的集中热水分户供暖型式的详细阐述,提出我国北方城市的供暖方式,应以在燃煤为主的集中供热基础上采用分户供暖系统型式,并辅以其他方式作为补充。     

微波加热与传统加热下混凝土的热力学响应

传统混凝土破碎技术存在粗骨料损伤大、机械磨损严重和能耗高等弊端,这些问题可以通过在破碎前对混凝土进行微波处理来解决。为了评价微波处理技术的工业适用性,通过不同功率微波对混凝土试件进行加热,并与传统加热方式相比较,研究混凝土的加热效率和宏观裂纹扩展规律,而后进行单轴抗压强度试验,得到混凝土在不同热处理条件下的强度弱化规律。结果表明：与传统加热方式相比,微波加热技术能有效促进混凝土内部和表面裂纹扩展,削弱混凝土的强度,并且高功率微波下效率更高,能量消耗更少。此外,微波加热时未完全烘干的混凝土容易出现低温爆裂现象,爆裂时间与功率水平呈负幂函数关系,与烘干时间呈正幂函数关系。