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℃。     

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.     

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。     

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。     

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...     

金属凝固微观组织数值模拟研究进展

综述了金属凝固微观组织数值模拟研究在国内外的研究进展，阐述了该研究领域主要采用三种模拟方法（确定性方法，随机性方法，相场方法），并着重介绍了最新的改进单元自动控制法（MCA法）的求解和模拟过程，指出了该研究领域目前存在的问题及今后的发展方向。     

圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内钢液流动的数值模拟

采用有限元方法模拟了中频电磁场对软接触结晶器内钢液流动的影响规律，讨论感应线圈电流强度和电源频率等因素对结晶器内钢液流动的影响。结果表明：电磁力能加强结晶器内上半部熔池的搅拌强度，并在弯月面区域形成一明显的回流区,同时还能减小钢液射流的渗入深度；增大电流强度，能加强钢液的回流和对钢液的搅拌，减小射流渗入深度，同时也加剧了钢液自由表面的波动，因而电流强度有一个最佳的控制范围；增加电源频率时，射流的渗入深度变化不大，但弯月面附近钢液的紊动能和速度都有所提高，综合考量，本研究中将频率控制在2500 Hz左右。     

Cu-12.8%Fe复合材料的形变热处理工艺和性能

研究了Cu-12.8%Fe复合材料形变热处理时退火温度和形变量对复合材料微观组织、导电率及抗拉强度的影响。结果表明,退火温度的升高,Fe纤维逐渐出现弯曲、断开等再结晶现象,退火处理后进一步拉拔可以增加纤维的连续性,恢复纤维的拉拔特征,且Fe纤维较退火处理后纤维细小;随形变量的增加,复合材料的抗拉强度逐渐增加,导电率逐渐降低,450℃×1 h退火处理后复合材料的加工硬化率增加最为显著,且450℃退火处理后形变至减面率为81.6%时,抗拉强度与导电率分别增加了10%和5%。对比研究表明450℃是较好的退火处理温度,获得的较优综合匹配性能分别为615 MPa/59.5%IACS（450℃×1 h,η=8.19）、1008 MPa/53.3%IACS（450℃×1 h,η=9.93）,并分析了其原因。