方坯结晶器角部钢液初始凝固行为及其影响因素的数值模拟分析

针对方坯结晶器内角部区域钢液的初始凝固行为,建立耦合方坯、保护渣和结晶器铜板的传热数学模型,研究结晶器圆角半径、角部铜板厚度及冷却水量对铸坯角部温度分布及凝固坯壳厚度的影响。结果表明,增大结晶器圆角半径、增加角部铜板厚度或降低结晶器内冷却水量,均可一定程度上改善初始凝固区域铸坯凝固坯壳厚度的周向均匀性,提升铸坯质量;其中,增大结晶器圆角半径的影响效果最为显著。     

铜质结晶器表面涂覆层的研究进展

结晶器是连铸设备的核心部件。铜质结晶器表面损坏严重劣化钢坯的质量,加大了企业生产成本,延长了生产周期。分析了铜质结晶器表面材料的应用、失效的形式和主要原因;论述了电镀、激光涂覆和热喷涂表面改性技术在铜质结晶器上的应用现状及存在的问题;介绍了铜质结晶器表面涂覆层的性质及类型;提出了研发安全可靠、长寿命和高性能铜质结晶器的主要途径。     

新型钾盐结晶器内部流场模拟及性能预测

由于钾盐结晶器内部流动的复杂性及流域的多态性,通过实验测量很难得到其流场形态。应用计算流体力学仿真技术,对某新型钾盐结晶器在连续结晶过程中形成的流场进行数值模拟,模拟连续结晶过程的晶体悬浮及固液相混合流动状态,得到了结晶器在不同搅拌速度下的内部流场速度分布、流线图、压力分布及固相悬浮状态分布等信息。模拟结果表明,搅拌速度对结晶器内部的流场分布具有明显的影响,通过比较流场特征确定能够使此新型结晶器运行经济合理的搅拌速度为40～45 r/min,与厂家的测试结果相吻合。本文研究结果可为确定结晶器合适的电机功率奠定基础,为结晶器在不同搅拌速度下的性能预测提供参考依据。     

连铸结晶器液位自动控制系统

介绍了结晶器液位自动控制系统的硬件组成及工作原理,并对近几年来普遍采用的结晶器液位自动控制系统进行比较详细的介绍,对结晶器液位控制系统的维护、改进和发展都起到了指导作用。     

电磁软接触连铸圆坯结晶器传热分析

针对电磁软接触连铸过程,建立了结晶器三维电磁场及温度场模型,研究了电流、电源频率、铸坯与结晶器间热流密度以及绝缘材料导热性能对温度场的影响.结果表明,在高频电磁场作用下结晶器壁温度相比传统连铸结晶器有所提高.当前计算条件下,频率和电流增大,结晶器壁峰值温度随之升高.热流密度的大小直接决定着结晶器壁的温度分布,热流越大,温度沿高度方向的不均匀性越明显,沿结晶器周向,由于材料不连续引起的温度梯度也越大.绝缘填缝材料的导热性能对结晶器壁温度分布有较大影响,导热性能差的绝缘材料使温度沿高度方向出现两个峰值,分别对应于切缝的两端,加大了铜壁的温度梯度.     

异型坯连铸结晶器内流场

经过数模和水模研究得到：影响异型坯结晶器内流场,结晶器腹板处上、下回流区的大小及结晶器液面波动的因素有：水口开孔的夹角、水口的出口倾角、铸坯拉速及水口浸入深度．在工作拉速时,采用120°夹角、出口倾角为9°、浸入深度为75mm（换算到原型为150mm）的水口,结晶器内的流体的流动状态较为合理．     

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。     

旋转连铸结晶器内钢液流动行为的水模型实验

采用水模型试验,研究了旋转连铸环行结晶器内钢液流动行为·通过改变参数(流量、结晶器转速、水口浸入深度),考察其对流场以及卷渣倾向的影响·参数改变,流场变化规律的总趋势并无明显改变,只是流股的最大喷射距离、到达结晶器外壁附近的速度及回流区的位置和液面附近的速度发生变化·研究结果表明:流场中的速度分布受流量、结晶器转速、水口浸入深度的影响     

提高结晶器铜管通钢量的研究

分析了结晶器铜管使用条件、制造工艺，得出结晶器铜管通钢量与冷却水流量、温度、水质及铜管制造质量等因素有关的结论。提出了相应的对策，使结晶器铜管平均通钢量从612t／支提高到1938t／支，效果良好。     

薄板坯连铸结晶器内流场的三维数值模拟

针对薄板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动特征,利用商业软件ＣＦＸ４．２建立了一个三维有限差分模型,计算这一限定空间射流的紊流时均场,采用均相流模型,模拟了结晶器内钢液液面形状及速度场,通过计算,分析了浸入式水口形状、拉速等工艺参数对薄板坯连铸结晶器流场的影响,同时,研究了结晶器出口处速度分布对结晶器内钢液流动的影响。     

水平连铸结晶器合理锥度的计算

结晶器是水平连铸的关键部件,其合理的锥度对改善结晶器的冷却效果、提高铸坯的质量和产量、发展水平连铸技术有着重要意义。本文根据结晶器内铸坯凝固过程中的气隙分布规律,提出了浇铸20~#钢时圆坯断面的结晶器锥度计算方法。     

热型连铸工艺参数对铸锭表面质量的影响

热型连铸是一项近净成型（ｎｅａｒｎｅｔｓｈａｐｅ）技术,它将定向凝固技术和连铸技术相结合,用于生产表面呈镜面的无限长的线材．本研究利用自制的水平热型连铸设备,制备了表面呈镜面的纯铝线材,试验了各工艺参数（震动、坩埚内液面高度、铸型表面条件、铸型出口温度、连铸速度、冷却条件）对连铸线材表面质量的影响,分析后提出了优化工艺参数的范围．     

低压铸造工艺参数对H13模具钢冲蚀率影响

模具冲蚀直接影响铸件外观质量，缩短模具寿命。本文以模具钢H13为研究对象，研究了铸造压力、浇注温度、充填速度对H13模具钢冲蚀率影响。研究表明：浇注温度对H13冲蚀率影响最大，充填速度次之，而铸造压力影响最小；随着浇注温度和充填速度提高，H13模具钢的冲蚀率逐渐增大，且模具冲蚀率与充填速度的平方呈正比。     

基于快速成型技术的双组分室温固化硅胶制模技术

针对快速成型技术的应用,对双组分室温固化(RTV)硅胶模技术和真空注型技术进行了分析和试验,对制模和注型过程中适当选用材料和规划工艺过程给出了一些通用规则,并结合注型产品对快速成形(RP)原型、RTV硅胶模和真空注型件的尺寸精度进行了测量和分析．结果表明,基于RP技术的硅胶RTV制模技术是快速进行小批量塑料零件制造的有效手段,选择适当的材料和优化制模注型工艺,可以保证良好的结构适应性,制件的尺寸精度满足工程要求．     

UG环境下端盖的三维建模及压铸模设计

在分析端盖零件压铸工艺的基础上,论述了压铸模的设计要点.利用UG软件强大的三维造型功能,使用UG建模模块中的旋转、阵列、倒圆等实体特征,构造出端盖的三维数据模型,并完成了端盖的压铸模设计.缩短了模具的设计和制造时间,增加了市场竞争力.     

离心铸造对白口铁组织与性能的影响

通过对比的方式,研究了以同一种合金由离心铸造与静力金属型铸造所生产的两种白口铁的组织与性能。研究发现,离心铸造白口铁的碳化物呈板块状,基体组织为等轴晶,且屈氏体进一步细化;离心铸造白口铁的韧性与硬度均高于静力金属型铸造白口铁,其中韧性有显著提高。     

材料组成对薄板坯连铸保护渣消耗量影响

薄板坯保护渣的材料组成与其消耗量有很强的依赖关系,根据保护渣流淌长度与消耗量的正比关系,自行设计一种研究薄板坯连铸保护渣消耗量新实验方法。实验通过调节Li2CO3、NaF、Na2CO3、CaF2及人造冰晶石的质量分数及保护渣的碱度,测得了不同含量助熔剂情况下的保护渣的粘度和流淌长度。实验结果表明,助熔剂含量增加以后,保护渣粘度显著降低,流淌长度也得到了明显的增加;各种助熔剂对增加流淌长度的次序,即影响消耗量的次序为Li2CO3>NaF>Na2CO3>人造冰晶石>CaF2。     

板坯连铸结晶器异常预报方法研究

结晶器是钢水凝固成型的核心设备,其内部的传热和摩擦直接决定铸坯的表面裂纹和满钢等各类异常.是实现高效连铸的关键因素.基于功率法检测到的板坯结晶器摩擦力实测数据,对摩擦力的异常预报方法进行了研究.建立了以BP人工神经网络为基础的异常预报模型,并开发出相应软件.对应现场的异常记录,离线预报结果表明:软件能够对满钢、水口断裂及液位波动等各类异常进行预报,并具有一定的预报提前量.证明了方法的可行性,并显示出极大的应用潜力.     

神经元网络应用于圆坯连铸结晶器传热计算

以圆坯连铸结晶器温度实测数据为基础,研究应用神经元网络求解结晶器传热反问题的可行性,并尝试将神经元网络与数值计算结合用于结晶器传热计算,探索针对实测数据的结晶器传热在线计算方法.结果表明,数值计算结果与实测温度符合较好,可真实反映实际生产中圆坯结晶器传热的非均匀特性.     

旋转连铸结晶器内钢液流动特性

将质量守恒方程及NavierStokes方程应用于旋转连铸结晶器内钢液流动特性研究,探查了结晶器转速、水口注流流量、水口浸入深度对流场的影响·模拟计算结果表明,随着转速、水口注流流量、水口浸入深度的变化,回流区发生移动,流场分布受水口注流流量、转速的影响较大·