立式电磁制动对不同水口角度下连铸结晶器内流场的控制

利用Fluent软件模拟计算了常规板坯连铸和立式电磁制动板坯连铸过程,详细研究了不同水口出口角度结晶器内三维流场,为评价立式电磁制动技术的冶金效果提供理论依据.研究表明:常规连铸过程水口出口角度增加时,不利于夹杂物的上浮,影响铸坯质量;不同水口出口角度连铸过程应用立式电磁制动技术后,自由表面钢液流速、钢液主射流的运动速度和下回流区的冲击深度显著减小,利于稳定液面波动、减少卷渣、防止漏钢和促进夹杂物的上浮,符合立式电磁制动技术的设计思想.     

磁场对Cu-Pb-La过偏晶合金液-液分离的作用

本实验在Cu-80%Pb过偏晶合金凝固过程中添加稀土元素La,研究不同冷却速度下稀土元素在过偏晶合金凝固制备中的作用,并研究施加磁场对Cu-Pb过偏晶合金液-液分离区凝固组织的影响,探讨了磁场下第二相的迁移和分布规律,为均质偏晶合金制备技术的改进提供参考。结果表明,添加La元素可显著降低Cu-80%Pb凝固组织中的宏观偏析,促进第二相颗粒的均匀分布和细化。较快的冷却速度下添加La元素的作用更加明显,偏析程度显著降低,在此冷速下进一步施加1 T水平方向磁场,Cu-Pb-La合金凝固过程中宏观偏析得到了抑制,富Cu相颗粒弥散,组织分布均匀。     

强磁场对Cu-80%Pb过偏晶合金中富Cu颗粒迁移行为的影响

将含有大量富Cu颗粒的Cu-80%Pb(质量分数)过偏晶合金在强磁场作用下进行不同温度的保温实验,研究了富Cu颗粒在液固混合区的迁移行为.结果表明,无磁场作用时,富Cu颗粒在800℃以上出现迁移而上浮,900℃以上在试样顶部形成致密的富Cu分层,颗粒尺寸及迁移速率随温度升高而增加;富Cu颗粒在迁移过程中可通过热化长大或合并,其机制与富Cu液滴不同;富Cu颗粒群整体向上迁移,颗粒区与枝晶区有明显边界,颗粒间相互作用可使其迁移速率降低.强磁场具有降低颗粒迁移速度,抑制颗粒熟化及合并的作用,降低了富Cu颗粒的偏析程度,抑制致密富Cu分层的形成.考虑颗粒间相互作用,对有无磁场作用下颗粒所受的作用力和运动终端速度进行了分析和计算.     

高频电磁场作用下矩形软接触结晶器内金属液面行为的实验研究

利用Sn-Pb—Bi合金研究了高频磁场作用下262 mm×84 mm矩形软接触结晶器内的金属液面行为．结果表明, 金属液面的形状在软接触结晶器的切缝、分瓣体、角部以及宽面和窄面等处存在明显的不均匀性;在角部和切缝处金属液面凸起较大．通过减少角部切缝、周向上不均匀布置切缝的措施,可以改善金属液面变化的不均匀性．当金属初始液位处于线圈高度的中心偏上位置时,高频磁场作用下的金属液面凸起较高,三相点下移较深,且弯月面变形越平直．将液面控制在位于线圈中心偏上位置附近,可达到节约电能和提高铸坯表面质量的目的．实验结果还表明,增加电源功率可显著提高金属液面的高度,弯月面凸起增强, 但功率过高时,金属液面波动加剧．不同材质和结构的结晶器对应不同的最佳功率范围．     

电磁软接触结晶器电磁冶金特性研究

钢的软接触电磁连铸结晶器按其结构的不同可分为切缝式和无缝式2种,其中切缝式软接触结晶器研究较多.针对3种不同的切缝式软接触结晶器结构形式,利用三维数值模拟的方法,围绕其内部电磁冶金特性展开讨论.研究结果表明,结晶器切缝形式、水冷方法对结晶器内磁感应强度、电磁力的大小和分布,以及系统内的时间平均功率损失均有影响.     

切缝参数对工业实验软接触结晶器内磁场分布影响的数值模拟

通过有限元法三维数值模拟,研究了不同结构参数对圆坯电磁软接触结晶器内部磁场的影响规律. 结果表明,对于部分切缝结晶器,结晶器口部有无盖板对其内部磁场分布的影响不大;增加结晶器切缝数,结晶器内磁场的渗透率、磁感应强度、磁场的有效作用范围及磁场的均匀性都得到增强;切缝宽度对结晶器内部磁场的影响不大;切缝长度越长,磁感应强度越大,磁场的有效作用范围越大.     

小半圆孔加工工装

图1为工件简图,工件上的3-R12mm半圆孔较难加工,它位于工件中部,且为半 圆 孔。曾在TPX619镗床上用φ24mm立铣刀加工,效率很低,由于刀杆伸出较长,产生的误     

结晶器内连铸坯的热和应力状态数值模拟

针对碳钢在连铸结晶器内的凝固过程,考虑铸坯和结晶器内的接触状态,利用ANSYS软件建立了完全热力耦合的三维稳态有限元模型,模拟出结晶器区域内的热和力学状态,包括铸坯应力场、气隙分布规律以及整个结晶器内钢液温度分布等。结果显示,铸坯出结晶器时坯壳外层处于压缩状态、内层处于拉伸状态,内外表面应力分别为279、311 MPa,凝固前沿处应力为3 MPa左右,处于材料的极限强度范围,有产生裂纹的可能。锥度结晶器有利于钢液凝固换热,采用0.7%/m的倒锥度设计后,气隙量较无锥度结晶器最多减少了42%。     

矩形电磁软接触连铸结晶器内弯月面行为

通过静态热模拟实验,采用低熔点Sn-32%Pb-52%Bi(质量分数)合金作为钢液的模拟介质,研究不同工艺参数下矩形电磁软接触连铸结晶器内弯月面行为的变化规律。结果表明:由于矩形电磁软接触结晶器本身的结构限制,其弯月面沿周向上的分布具有不均匀性;随电源功率增大,弯月面高度增大,同时波动加剧;实际生产中线圈应尽量靠近结晶器口部位置安装,有利于提高弯月面高度和增强弯月面稳定性;浇注过程中,应该使浇注液面尽可能的控制在线圈中心偏上位置;当电源频率增大时,应该同时适当的提高电流来保证软接触效果。     

静磁场在材料生产过程中的应用研究评述

在材料电磁过程研究中，静磁场尤其是强磁场材料科学是当今世界的研究热点。本文从静磁场作用下生成的洛仑兹力和磁化力两个角度系统地归纳总结了静磁场技术在材料生产领域的应用原理和实践。对静磁场下的洛仑兹力，主要介绍了流体流动、波动和对流控制、电磁振动及电磁超声波等方面的研究现状；对强磁场下的磁化力，主要介绍了其在相变、结晶配向、磁悬浮、磁对流等方面的研究进展。最后对强磁场材料科学的研究趋势和发展前景做了展望。