连铸结晶器内钢液流动、凝固和夹杂物的分布

 建立并求解动量、热量和质量传输耦合模型,研究了连铸结晶器内钢液流动、传热、凝固、溶质输送和夹杂碰撞长大行为。数值结果表明,受钢液流动的影响,在连铸机内钢液温度、碳浓度和夹杂物的空间分布与钢水流动特征相似,也可分为上下两个循环区。但是其分布具有各自的特点。在涡心处,钢液温度较低,碳浓度较高,夹杂物体积浓度和数量密度较低。在弯月面处,钢液温度较低,碳浓度较高,夹杂物的体积浓度和数量密度较低。在结晶器出口处的凝固坯壳内,夹杂物的浓度和数量密度分布极不均匀,存在阶跃现象,这与冲击点处凝固坯壳的重熔有关。     

水平稳恒磁场下Cu-12%Fe合金的凝固组织

研究了施加磁感应强度1 T的水平磁场对Cu-12%Fe合金凝固过程中Fe枝晶形貌、XRD及显微硬度的影响.表明,施加1 T水平稳恒磁场后,Fe枝晶显著细化,这主要是由于洛伦兹力和热磁对流竞争作用的结果;XRD分析的结果表明,Cu（111）晶面和Cu（200）晶面所对应的峰值强度均明显大幅度增加;显微硬度的测试表明由于Fe枝晶的细化致使施加磁场后样品的显微硬度小幅度增加.     

连铸坯表面振痕的形成及影响因素

综述了连铸过程中铸坯表面振痕形成机理的研究状况,论述了振痕形成机理的主要模型,讨论了振痕间距和振痕深度互相的影响关系,分析了振痕深度和振痕间距各自的影响因素。研究结果表明：可以通过改变连铸过程中的工艺参数以及采用电磁软接触连铸技术来减轻振痕,从而控制铸坯表面质量。     

电磁制动下结晶器内流体流动行为的数值研究

 数值模拟了在电磁制动作用下结晶器内金属液的流动行为,并研究了诸如磁感应强度,水口出口角度和磁场位置等各种操作条件对电磁制动效果的影响。数值模拟结果表明：应用电磁制动使结晶器内的流场有很大的改变。施加0.5 T的磁场使结晶器内金属液的表面流速最小,这一计算结果与实验结果十分吻合。为此,应用磁场对结晶器内的流场进行控制,有必要在一定的浇注条件下优化磁感应强度的大小。当磁感应强度、拉坯速度和水口出口角度一定时,磁场位置与水口浸入深度之比有一最佳值,可达到理想的电磁制动效果。     

W9Mo3Cr4V/45钢复合轧辊的液-固结合界面

 采用重力铸造液 固结合的方法对高速钢复合轧辊结合界面进行了研究,并对切取的小试样进行了完全退火、高温焠火+3次550 ℃×1 h回火处理。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射仪以及显微硬度计对试样进行了金相组织观察、结合面附近合金成分线扫描、组织成分能谱分析、显微硬度测试和X射线衍射相分析。结果表明：在辊芯45号钢表面电磁感应预热到1 270~1 300 ℃,外层W9Mo3Cr4V高速钢钢液浇铸温度为1 550~1 600 ℃的情况下,两者之间以熔合扩散方式形成了牢固的冶金结合;在铸态下结合界面宽度为40~50 μm,碳及合金元素明显向45号钢侧扩散,通过退火及淬回火处理后,高速钢中的碳及合金元素向45号钢侧进一步扩散,结合界面宽度扩大了100 μm左右,45号钢侧得到细片状索氏体组织,高速钢侧为回火马氏体+残余奥氏体+碳化物组织。     

大方坯结晶器电磁搅拌参数对磁场分布的影响

采用有限元软件,研究了连铸470mm×350mm大方坯结晶器电磁搅拌电流和频率对磁感应和电磁力分布的影响,并与实测数值进行了对比.研究表明,磁场模拟结果与现场实测数据一致.电磁力在大方坯水平截面上呈周向分布.当电流相同时,随着频率的增加,磁感应强度减小.电磁力随着频率的增加而增加,且随着频率的增加,最大电磁力增加量减小...     

薄板坯连铸结晶器内涡流及卷渣行为的研究

利用1／4水模型对薄板坯连铸结晶器内的涡流及卷渣行为进行观察研究。在实验中考察了水口形状、水口浸入深度和浇铸速度等对漩涡及卷渣行为的影响,并考察了偏流以及在水口与结晶器宽面之问加翼片,阻止结晶器表面流股相互流动的漩涡（卷渣）现象。     

Al-Bi过偏晶合金显微组织演变的数值模拟

基于Al-Bi过偏晶合金凝固通过难混溶区阶段产生的液-液相分解及分离的运动行为,采用两相体积平均法,对质量、动量、能量、组分及液滴密度守恒方程进行数值模拟,计算中考虑了形核、扩散长大、Stokes运动及Marangoni运动等多种复杂物理现象的耦合作用,分析了两相运动速度、第二相尺寸分布、第二相体积分数分布以及液滴密度分布对过偏晶合金凝固的显微组织演变及宏观偏析的影响。结果表明,过偏晶合金凝固过程中显微组织演化在不同阶段的主要影响因素不同:凝固初始阶段主要以形核和扩散长大为主;凝固中期和后期第二相迁移运动行为将逐渐占主导作用。凝固过程中,铸件顶角位置首先获得过冷度驱动形核,并以较快的形核速率达到最大形核密度。随着凝固过程不断地进行,第二相小液滴受到的Marangoni力约为Stokes粘滞阻力的两倍,开始由铸件顶角和边缘低温区向中心高温区聚集。凝固时间为1 s时,铸件顶角和边缘第二相小液滴的生长直径和第二相体积分数大于铸件中心位置,而凝固时间为5和7 s时,第二相小液滴直径随铸件中心距离变化的曲线斜率随凝固过程的进行而逐渐变缓,长大速率逐渐变慢。     

气隙对连铸坯凝固影响的有限元数值模拟

以连铸坯凝固传热有限元数学模型研究了铸坯角部形状和气隙对坯壳凝固行为的影响研究结果表明：采用有限元法离散铸坯圆角能更合理地反映铸坯角部的几何和换热条件，从而可以更准确地研究角部换热条件对铸坯凝固行为的影响。角部气隙显著地降低了坯壳表面的换热，使铸坯偏角区成为热节区。此热节区是铸坯凹陷、皮下裂纹等缺陷和漏钢事故发生的诱因。     

连铸末端电磁搅拌工艺的优化与高碳钢铸坯质量

采用射钉法测量了不同拉速下的凝固坯壳厚度。建立了铸坯凝固传热模型,计算得到凝固坯壳生长曲线。基于射钉试验和数学模型计算结果,提出凝固末端电磁搅拌(F-EMS)的最佳安装位置应为距结晶器弯月面10.23m处。结合SWRH82B高碳钢连铸生产实际,将F-EMS安装位置由距弯月面11.1m上移至距弯月面9.75m。结果表明,工艺参数优化后,SWRH82B铸坯的等轴晶率由优化前的40%～46%提高到50%～64%,中心碳偏析指数由优化前的1.08～1.10降低到1.04～1.06,连铸坯质量得到显著改善。跟踪轧材质量发现,SWRH82B盘条的网状碳化物减少,轧材质量得到较大提高。