方坯结晶器流场及温度场数学模拟

为制定合理的浇注工艺,以某厂380mm×280mm的方坯结晶器为原型,建立了方坯结晶器内钢液流动及温度的数学模型。模拟计算了拉坯速度、水口浸入深度以及水口不对中对结晶器内钢液流动及温度的影响。模拟结果表明:拉坯速度及水口浸入深度只是改变了结晶器内流场的流动强度和冲击深度,不会从本质上改变钢液的流动形式。水口偏离中心20mm使得高速、高温区域距离器壁过近,直接造成铸坯质量显著下降。     

宽厚板坯连铸结晶器流场、温度场及应力场的耦合数值模拟

利用ProCAST软件对2400 mm×400 mm宽厚板坯结晶器建立三维动态模型,采用移动边界法实现结晶器内流场、温度场及应力场的耦合模拟.结果表明：考虑凝固坯壳的影响,下回流区位置向铸坯中心靠拢,真实反映了钢液在连铸结晶器内的流动情况.自由液面的钢液从窄面流向水口,速度先增大后减小,距水口约0.7 m处,出现最大表面流速,约为0.21 m· s-1.结晶器出口坯壳窄面中心厚度最小且由中心向两侧逐渐增大,最小厚度约为10.4 mm;受流股冲击影响较弱的宽面坯壳与窄面相比生长更均匀,宽面偏角部和中心的坯壳厚度分别为18.9 mm和27.6 mm.铸坯坯壳应力变化趋势与温度基本保持一致,表明初凝坯壳应力主要是热应力.结晶器内铸坯宽窄面上的等效应力均沿着结晶器高度下降方向呈增大趋势,铸坯角部、宽面中心及窄面中心位置的最大应力各约为200、100和25 MPa.     

拉速对板坯结晶器钢液流动及夹杂物运动影响的数学模拟

连铸坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动及夹杂物运动密切相关,因此本文以浇铸截面230mm×1 800 mm的双孔型水口板坯结晶器为研究对象,采用了数学模拟的方法研究了在4种不同拉速下板坯结晶器内钢液流动以及夹杂物运动的影响。结果表明:在双孔型水口结构条件下,最优拉速为0.7 m/min,有10.77%永久夹杂去除率。     

应用TRIZ理论解决连铸板坯纵裂问题

<正>CSP薄板坯连铸机是将钢水连续浇铸成板坯的设备,其工作原理如图1所示。首先,钢包内的滑动水口打开后,钢水进入中间包,然后经浸入式水口流入结晶器内腔,在冷却水作用下逐渐凝固成所需要规格形状的凝固坯壳。在结晶器振动和拉矫机牵引作用下,连续拉出坯壳,在二次冷却水进一步冷却,最终形成板坯。覆盖于钢液面的保护渣熔化后流入结晶器内壁与坯壳之间,润滑坯壳和结晶器铜板壁,防止粘连。     

板坯连铸结晶器吹氩工艺参数优化

采用流体体积(VOF)方法和拉格朗日离散模型建立了反映230mm×1100mm板坯连铸结晶器吹氩过程中钢液、熔渣和氩气气泡流动行为的数学模型,通过数值模拟方法研究吹氩量、拉坯速度和水口浸入深度等工艺参数对结晶器内钢/渣界面行为特征的影响规律。结果表明,吹氩会明显加剧水口附近的钢/渣界面波动,选择合适的拉坯速度能有效降低该处的界面波动幅度,同时吹氩有利于减缓结晶器弯月面处的液面波动,可在一定程度上达到稳定钢/渣界面的目的。从16种工艺配置方案中优化出该结晶器的最佳吹氩工艺参数为:拉坯速度1.2m/min,吹氩量9L/min,水口浸入深度120mm。     

板坯连铸结晶器内凝固坯壳的三维数值模拟

基于流场和温度场的计算,对断面为1 780 mm×225 mm的板坯结晶器进行数值模拟,考虑3种不同水口条件下,钢液流动对凝固壳的冲刷,计算出凝固壳厚度的三维分布特征,并与二维切片法的计算结果进行了对比。结果表明:有水口时结晶器角部位置凝固壳最大值为约45mm,宽面和窄面中心凝固厚度壳最大值为24mm,分别比无水口条件下凝固壳薄1~2 mm;钢液的扩散会使凝固壳在距离结晶器角部300mm和顶部400mm的位置形成约深度2.5mm的凹陷;同时钢液会冲刷整个结晶器窄面的凝固壳,在窄面中心最严重;对比不同的水口,凸底水口冲刷最大,凹底最小。     

电磁制动对CSP结晶器内流动和传热的影响

采用数值模拟方法,通过计算1 500 mm×90 mm CSP漏斗型结晶器内磁场、流场和温度场分布,研究了CSP漏斗型结晶器采用不同浸入式水口条件下电磁制动对钢液流动和传热行为的影响.研究结果表明,施加电磁制动后,采用牛鼻子水口的结晶器内流股冲击深度变小,自由液面最大速度从0.231 m/s降至0.067 m/s;采用双侧孔水口的结晶器内钢液主流股向上弯曲的趋势消失,流股对结晶器窄侧壁的冲击强度减弱,结晶器上部回流钢液速度减小,自由液面最大速度从0.798 m/s降到0.140 m/s.综合比较采用两种水口时电磁制动对钢液流动和传热行为的影响,采用双侧孔水口时制动效果较好,有利于提高铸坯质量.     

不锈钢/普碳钢复合连铸结晶器内流场实验研究

提出一种新的不锈钢/普碳钢复合连铸方法.用长、短两个水口将两种成分不同的钢液浇注在同一结晶器内,两种钢液中间用一固定在长水口上的隔板隔开,以抑制两种钢质成分的互相混合.根据相似原理设计水模型实验研究双水口结晶器内的流动情况.结果表明,双水口结晶器内,短水口的射流会冲击到长水口壁面并形成上、下两个漩涡,长水口亦在出口两侧产生回流和漩涡,侧面出口的射流会冲击到结晶器窄面,不利于凝固壳的均匀生成.通过比较发现向下倾斜的短水口和直通型长水口形成的流场既有利于夹杂物上浮,又有利于凝固坯壳的生成.     

板坯连铸结晶器内流场与液面波动的模拟研究

通过建立结晶器原型数学模型和相似比为1∶1.5的结晶器水模型并结合PIV测速技术,研究了吹氩流量、拉坯速度、水口倾角和水口浸入深度对连铸结晶器内钢液流动和钢-渣界面波动情况的影响。结果表明,不同条件下,通过数值模拟方法得到的钢液流动行为与水模型实验结果相符;适当增大吹氩流量有利于降低窄面液面波高,但吹氩流量过大会加剧水口附近湍流流动;随着拉坯速度的增加,渣层波动幅度增大,液面卷渣的可能性增加;结晶器液面波高则随着水口倾角和水口浸入深度增加而明显降低,渣层稳定性得到改善。当吹氩流量为8 L/min、拉坯速度为1.0 m/min、水口倾角为25°、水口浸入深度为150 mm时,板坯结晶器内可获得较为稳定的流场,结晶器液面波动控制在5～6 mm,可减少甚至避免结晶器内剪切卷渣现象的发生。     

结晶器内钢水自旋转搅拌数值模拟与实验研究

本文应用粘性流体力学的基本原理 ,就结晶器内钢水流动、凝固传热和温度场进行了三维耦合数值分析研究。应用作者所开发的能使结晶器内钢水自旋转的“x”形浸入式水口 ,通过对A钢铁公司一炼钢的Q2 35、12MnCu和 16Mn小方坯 (135mm× 135mm和 16 5mm× 16 5mm)工业实验研究 ,证明该方法有利于改善铸坯组织。     

两类电场和两类磁场

通常意义上的电流激发磁场和变化的电场激发磁场,本质上都是运动电荷产生磁场。变化的感生电场激发的磁场则属另一类磁场,这样界定两类磁场才比较妥当。     

时变磁场中的感生电场

本文推导出在一般情况下的感生电动势和动生电动势公式 ,并在此基础上 ,对感生电场进行了进一步的研究 ,给出了求解感生电场的两个重要公式     

类电场、类磁场和扭转场的相对论变换特性

按照电磁场的不变量,可以把电磁场分为四类,即自电场、类电场、类磁场和扭转场。本文将根据电磁场的变换关系,讨论类电场、类磁场和扭转场的相对论变换特性。     

关于感生电场和库仑电场的讨论

通过剖析两个实例，讨论感生电场和库仑电场性质上的差异以及电压的定义问题，澄清对两种场认识上的一些误解．为进一步计算似稳电路打下了坚实的理论基础．     

磁多极场的场参数理论

通过对磁多极场的分析,其对称性可分为两大类:一类是二、六、十、十四、…极场,另一类是四、八、十二、十六、…极场.根据磁多极场的对称性,导出了磁多极场磁感应三个分量的泰勒级数展开式,定义了磁多极场的场参数.结果表明,通过y轴上By分量的数个参数,就可以近似计算得到整个空间的磁感应值.     

关于内域环外域环的注记

本文给出了内域环的两个新刻划,得到了一类外域环的结构。     

论电场和磁场的统一性

从普通物理学角度出发,研究了无限长线电荷对空间点电荷的作用力,通过比较在两种不同参考系下的作用力,论述了电场和磁场的统一性.     

试论道德场的本质

道德场的本质在于,道德是一种场存在,道德场是道德情境中的诸因素相互作用的空间,道德主体是道德场所有场态物质中最根本、最活跃、最具能量的场态物质,道德场是心理场、情境场和社会场交互作用的产物.     

大气的熵场分析

天气学天气预报经历着气压场分析方法，能量场分析方法和我们提出的熵场分析方法。气压场分析法，只适用于干空气；能量场分析法，只对于平衡系统适用。而大气是一个开放的非平衡系统，只有熵场分析才能解决问题。     

非等同两原子与双模相干态光场相互作用系统的腔场谱

研究了两个非等同二能级原子与双模光场相互作用过程的腔场谱,分析了两模初始场为相干态时谱结构的特性,讨论了相对耦合常数R=g2/g1和初始场强对腔场谱的影响．发现两模的初始场强较弱时以双峰结构为主,两模初始场强较强时以三峰结构为主。