双辊铸轧1100铝合金铸嘴结构的优化设计

采用ANSYS FLUENT对双辊铸轧1100铝合金Hunter式铸嘴进行有限元模拟,研究铸嘴型腔结构对铝熔体流热场的影响,并对铸嘴结构进行改进边部挡块、增加主分流块尺寸以及增加圆角的模拟优化设计及实验验证。研究结果表明：在660℃-700℃温度范围内铝熔体粘度η与温度T的数学关系式为η=4.7892×10-3exp(3959.4208/T)。优化前铸嘴型腔内铝熔体流速、温度分布不均匀,且分流块间隙存在低温涡流区。采取四分之一椭圆边部挡块代替原有三角边部挡块,主分流块尺寸由140mm增加至160mm以及主分流块采取15°圆角,可使铸嘴型腔出口处铝熔体速度和温度波动范围显著缩小,提高铸嘴型腔出口处铝熔体流热场的均匀性。实验验证了铸嘴结构优化设计的可行性。     

铸轧速度对液态金属凝固行为的影响

双辊铸轧是一种高效制备金属薄板带坯的先进技术，在铸轧过程中，熔池内的液态金属受到强冷、熔体对流的影响；随着铸轧速度的提高，熔池深度向轧制方向延伸，熔池头部的金属熔体受到轧制压力的作用，作采用双辊铸轧工艺，在实验室小型工业铸轧机上以不同的铸轧速度生产出2mm和3mm纯铝薄板带坯，通过对铝带坯凝固区的显微组织观察及熔池温度场特性的分析，对铸轧速度对液态金属的凝固行为的影响进行了研究。图2，参10．     

碾压混凝土重力坝冷却水管的冷却效果研究

结合工程实例,通过对不同方案下碾压混凝土坝温度场和应力场的三维有限元仿真计算,研究了冷却水管作用下坝体温度场和应力场的分布规律,并定量分析了冷却水管对坝体温度场及应力场的影响。结果表明,在坝体局部高温区通水冷却,能改善坝体温度分布,起到削峰降温作用。该研究对混凝土重力坝设计及施工中的温度控制具有实际参考价值。     

六辊CVC宽带轧机板形控制性能研究

以首钢京唐二冷轧厂2230冷轧机组为对象,研究现有CVC辊形曲线及等效轧辊凸度变化规律。建立六辊CVC轧机辊形变形有限元模型,结合现场工况仿真分析了弯辊和窜辊等调控手段对辊缝凸度调节域、板形调控功效、辊间接触压力分布等板形调控性能指标的影响规律。     

双辊铸轧区内流动凝固传热的有限元模拟

将铸轧区内处于不同状态的金属视为广义流体,实现了铸轧区流动凝固传热过程的统一数学描述,建立了铸轧区等效厚度几何模型和有限元模型,提出了热流密度沿铸轧方向线性递减分布的宏观假设,并运用有限元法对计算模型进行了耦合求解,揭示了铸轧区内温度场的分布规律,对合理制定铸轧工艺规程具有重要参考价值。     

冷却速度和浇注温度对Al-5Ti-C细化纯铝凝固组织的影响

采用铝熔体热爆法制备新型Al-5Ti-C合金,并将其用于细化工业纯铝。通过改变凝固冷却速度和熔体浇注温度,研究Al-5Ti-C合金对纯铝凝固组织的细化规律。结果表明,在相同的冷却速度下,随着Al-5Ti-C合金添加量的增加,纯铝凝固组织中柱状晶逐渐减少,等轴晶逐渐增多。当Al-5Ti-C合金添加量一定时,等轴晶的数量及尺寸大小与熔体的凝固冷却速度和浇注温度密切相关。当Al-5Ti-C合金的质量分数为0.6%及以下时,铝熔体较快的冷却速度和较低的浇注温度有利于铸锭组织中细小等轴晶的形成。     

X100管线钢四丝埋弧焊温度应力场的数值分析

采用ANSYS有限元软件,对X100管线钢的四丝埋弧焊的焊接温度场和应力场进行了模拟,研究了焊接电流、焊接速度、焊丝间距对焊接温度场和残余应力分布的影响。计算结果表明,当每根焊丝的电流增加50 A时,焊接温度场的峰值温度增加135 ℃,焊接热循环的冷却速度略有下降;当焊接速度从0.72 m/min增加到0.84 m/min时,焊接温度场的峰值温度下降183 ℃,焊后冷却速度明显增加;当焊丝间距由30 mm增加到50 mm时,焊接温度场的峰值温度下降189 ℃,焊后冷却速度增加。焊接电流增加50 A时,焊接残余应力水平略有增加;而增加焊接速度和焊丝间距时,残余应力峰值水平下降。     

冷却速度和浇注温度对Al-5Ti-C合金细化纯铝凝固组织的影响

采用铝熔体热爆法制备新型Al-5Ti-C合金,并将其用于细化工业纯铝,通过改变凝固冷却速度和熔体浇注温度,研究了Al-5Ti-C合金对纯铝凝固组织的细化规律。结果表明：在相同的冷却速度下,随着Al-5Ti-C合金添加量的增加,纯铝凝固组织中柱状晶逐渐较少,等轴晶逐渐增多;当Al-5Ti-C合金添加量一定时,等轴晶的数量及尺寸大小与熔体的凝固冷却速度和浇注温度密切相关;当Al-5Ti-C合金的质量分数为0.6%及以下时,铝熔体较快的冷却速度和较低的浇注温度有利于铸锭组织中细小等轴晶的形成。     

锌液冷却管三维温度场有限元分析

根据锌液冷却管所处的工作条件,建立了锌液冷却管三维温度场的数学模型,描述了冷却管的换热机制,计算了对流换热系数。通过有限元分析,定量地确定了冷却管在使用中的温度分布,定性地确定了冷却水流速、冷却管壁厚等的影响规律。分析结果表明:冷却管管壁温度沿径向变化大,且由热面至冷面呈直线下降,沿周向变化较小,在直管和弯管的连接处温度变化剧烈;在一定范围内,冷却管的冷面温度随着冷却水的水流速度的增加而降低;冷却管壁厚的变化对冷却管温度分布的影响是复杂的,在一定条件下,存在一个最佳的壁厚。     

铝热粗轧机自适应辊缝动态设定

针对某现场铝热粗轧板带头部厚度偏差较大现象, 应用自适应模糊神经网络控制技术, 建立了热粗轧辊缝动态设定系统。该系统将轧制力预报误差及弹跳方程误差作为输入, 运用模糊神经网络预测下一道次的辊缝设定补偿值, 并以实际数据对系统进行校验, 结果显示该方法可以大幅提高铝热粗轧板带头部厚度精度。