高速钢复合轧辊液固结合过程数值模拟

在试验的基础上,建立了高速钢复合轧辊铸造过程中外层高速钢钢液充型湍流流动及辊芯和外层高速钢液固结合时的三维速度场和温度场的计算模型,模拟了辊芯预热温度对凝固及界面结合情况的影响。结果表明,高速钢钢液在铸型中是从下到上、从两侧的交界面向中间顺序凝固的,但随着辊芯表面预热温度的不同,呈现出不同的特点。在同一截面上,当预热温度较低时,其最后凝固的位置位于工作层金属中间的某一位置,当预热温度较高时,最后凝固的位置位于工作层金属和辊芯之间的界面上。预热温度较低时,两者之间将难以形成冶金结合,预热温度适宜时,两者之间可以形成良好的冶金结合,适宜的辊芯预热温度为1100~1200℃。     

板坯连铸结晶器电磁制动技术及其应用

叙述了板坯连铸结晶器中应用电磁制动技术的发展、研究状况。电磁制动技术可以控制结晶器内钢液的流动，减少结晶器保护渣的卷渣，有利于结晶器内夹杂物的去除，从而提高铸坯质量，并有利于提高铸坯拉速。研究结果表明电磁制动特性取决于板坯宽度、浇铸速度、氩气流速和浸入式水口(SEN)形状等浇铸参数，介绍了各种浇铸参数对电磁制动效果的影响。     

电磁场作用下板坯连铸结晶器内的弯月面行为

用Pb-Sn-Bi低熔点合金进行了热模拟实验.从液面波动人手,研究了在单条形电磁场作用下板坯连铸结晶器内的弯月面行为.实验结果表明可应用磁场控制结晶器内金属液面的波动.当水口角度为向下30°时,磁场对表面波动的抑制作用有一最佳值,即磁感应强度为0.5 T时液面平均波动最小,液面较稳定.施加磁场使弯月面处温度明显提高,使水口出流的向下冲击深度受到抑制,这有利于夹杂物的上浮分离,达到提高板坯内部质量的目的.     

中间切缝圆坯连铸结晶器内弯月面行为的试验研究

采用Sn-Pb-Bi低熔点合金模拟钢液对高频电磁场作用下中间切缝圆坯连铸结晶器内的弯月面行为进行研究,从弯月面形状、高度和三相点位置等方面入手分析,讨论了电源功率、感应线圈位置和磁场频率对弯月面行为的影响,并以钢液为试验材料进行模型试验,验证了采用Sn-Pb-Bi低熔点合金进行研究的可靠性。结果表明,电功率对弯月面行为影响较明显;感应线圈的最佳安装位置位于结晶器切缝区域中心;在20～30kHz范围内增加磁场频率可以有效提高弯月面高度,但当磁场频率超过30kHz后,弯月面高度增加幅度不明显;在相似的试验条件下,钢液弯月面轮廓线接近于合金熔液的弯月面,这表明采用Sn-Pb-Bi低熔点合金熔液可以准确地模拟钢液的弯月面行为。     

电磁搅拌对TiB2颗粒增强钢组织和力学性能的影响

在立式线型电磁搅拌器的作用下凝固制备TiB_2颗粒增强钢,研究了电磁搅拌对组织中的颗粒形态和尺寸分布,以及对材料的Vickers硬度分布和拉伸力学性能的影响。结果表明,电磁搅拌有效地细化了颗粒增强钢中的初生TiB_2颗粒尺寸,颗粒平均尺寸随励磁电流的上升而逐步减小。较高的励磁电流下颗粒的分布更均匀弥散,且去除了颗粒周围的裂缝缺陷。电磁搅拌降低了TiB_2颗粒增强钢的宏观偏析,减小了铸锭中不同高度组织的硬度差。较大的励磁电流有助于提高材料的平均硬度,在350 A励磁电流下硬度达到275 HV。电磁搅拌可提高TiB_2颗粒增强钢的抗拉强度和断裂应变,励磁电流为350 A时,抗拉强度达到520.2 MPa,断裂应变约为8.5%。颗粒细化的主要原因是受到电磁搅拌下的熔体流动冲击和电磁力的作用。理论分析了颗粒所受电磁力的影响因素,电磁力随磁场强度升高而增大,随熔体温度的上升而减小,随颗粒尺寸的增加而增大。     

圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内弯月面研究

以低熔点合金Sn-32%Pb-52%Bi作为钢液的模拟介质进行静态热模拟实验,研究在不同工艺参数下圆坯电磁软接触连铸结晶器内弯月面的变化规律.实验结果表明:圆坯中频电磁软接触结晶器内弯月面的变形沿周向上具有均匀性,在分瓣体中心处和切缝处弯月面高度相当,分瓣体中心处弯月面高度较切缝处稍低;随着电源功率增大,弯月面高度增大,弯月面波动加剧,这不利于获得表面质量良好的连铸坯,因此,在本研究的工况下将功率控制在30 kW左右;当初始液面在线圈中心位置时,弯月面的高度最高,在拉坯过程中将自由液面控制在线圈中心高度附近;随着频率的增加,弯月面的高度几乎成线性关系减小,但弯月面区域的波动减小,在综合考虑弯月面高度和波动的前提下,实验使用的频率为2 500Hz.     

软接触电磁连铸方坯结晶器的传热分析

概述了钢的软接触电磁连铸技术的发展现状及存在的问题.根据实际生产中软接触电磁连铸的结晶器的设计参数,通过建立凝固传热过程的数学模型,分析了钢液在切缝式软接触结晶器内的凝固过程.计算了结晶器水孔内水的流速、坯壳厚度、坯壳外壁的温度.计算了钢液在结晶器内单位时间放出的总热量和平均热流,并对结晶器各壁温度进行了校验,使软接触电磁连铸结晶器满足实际生产要求.     

高速钢复合轧辊连铸复合过程温度场的数值模拟Ⅱ.铜结晶器法

以Fluent 6.3为计算平台,采用数值模拟的方法研究了铜结晶器下浇注温度和拉坯速度等参数对高速钢复合轧辊连铸坯内温度分布的影响,探求了适宜的连铸工艺条件,在此基础上进行了拉坯实验.结果表明,拉坯速度和浇注温度是决定铜结晶器下辊坯能否顺利拉出和界面结合质量好坏的两个重要参数.提高浇注温度和增大拉坯速度都利于实现两种金...     

热处理对机械合金化Cu-25Ag合金组织和性能的影响

采用高能球磨机械合金化的方法制备Cu-25Ag合金,并进行100～700℃不同温度的退火,研究了其组织及性能随热处理温度的演变。结果表明,高能球磨使Ag过饱和固溶于Cu基体中,球料比为10∶1时,Cu的晶粒尺寸达到最小值4.73 nm, Ag在Cu中的固溶度显著提升至16.41%。热处理可使Cu-25Ag合金孔隙减小,固溶的Ag析出为富Ag相,其尺寸随温度的升高而粗化。随着热处理温度升高,合金硬度先升后降,电阻先大幅下降后趋于稳定。150℃时合金的硬度(HV)达到215.39,电阻率在450℃时达到最低值。     

结晶器变形计算机数据采集系统的建立

连铸过程中,结晶器铜管在热力载荷作用下,易发生机械变形。使用PCLD-789D型放大器、PCL-818L型数据采集板以及VISIDAQ应用软件设计了一套针对测量结晶器铜管变形的、完整的多输入通道的计算机数据采集系统,并对不同加热制度下的铜管应变进行了测量。结果显示,测量的铜壁变形与计算值吻合良好,证明开发的计算机采集系统可以用来对拉坯过程中的铜管应变动态监控,以便于随时调整工艺参数,避免事故的发生。