低碳钢连铸板坯表层凝固钩的特征

对不同浇铸条件下的低碳钢连铸板坯进行了凝固钩(Hook)的特征研究,根据凝固钩的形貌概括了凝固钩的不同类型,统计了凝固钩周围气泡和夹杂物的分布,讨论了不同浇铸参数对铸坯凝固钩深度的影响,并通过Bikerman方程和弯月面凝固理论对凝固钩的不同特征进行了解释.结果表明:按形貌可将凝固钩分为完整叶状、双凝固钩、弯曲截断型和二次凝固型四种类型,其中二次凝固型的凝固钩出现的概率最高为46.8%,而完整叶状、弯曲截断型和二次凝固型的凝固钩出现概率分别为25.3%、7.6%和6.3%;研究发现,凝固钩周围的夹杂物数量明显多于其他区域的夹杂物数量,说明凝固钩能够捕获结晶器内上浮的夹杂物;对比不同浇铸参数发现,采用结晶器电磁制动装置(FC-Mold)、减小结晶器水口浸入深度、增大浇铸拉速均能够减小凝固钩的深度;Bikerman方程的计算结果和弯月面凝固理论能在机理上解释凝固钩的形貌特征.     

基于MiLE法模拟结晶器中大方坯温度场、应力场及流场

应用混合Langrangian和Eulerian法(MiLE)实现了结晶器中GCr15钢大方坯温度场、应力场及流场的动态模拟,模拟结果与实际生产铸坯吻合.铸坯坯壳角部的温度高于中部,铸坯表面从上到下的温度总体呈下降趋势,且等温区间与流场变化具有一定的相似性.铸坯坯壳中部厚度约为17.5 mm,角部厚度约为13.2 mm.凝固坯壳内的应力主要是热应力.坯壳出结晶器时,坯壳外表面处于压缩状态,凝固前沿为完全拉伸状态.有效应变从铸坯外表面到凝固前沿逐渐增大.钢液在前进过程中不断扩张,流速不断降低,当流股到达一定深度后,形成左右对称向上的两个回流,和一对由凝固面一侧向下而由中心向上流动的回流区.     

Teeming stream protection using an argon shroud during casting of steel ingots

Two kinds of argon shroud protection devices with two different basic structures were designed and investigated. Industrial experiments and numerical simulations were used to examine the protection effect, and the mechanism of air entrapment during the casting of steel ingots was analyzed. The influence of the structure of the argon shroud protection device on the protection effect was investigated. An argon shroud protection device mounted to the nozzle holder on the bottom of the ladle does not provide a good protection effect because air can easily flow into the teeming system and cause reoxidation of molten steel during teeming. By contrast, an argon shroud protection device seated on the top of the central trumpet provides an excellent protection effect, where air has little chance of flowing into the teeming system during casting. The feasibilities of the argon shroud protection devices are discussed.     

连铸坯质量判定模糊专家系统

鉴于连铸过程中存在众多不确定性,考虑某中厚板厂的实际生产状况与中厚板热送热装的控制要求,以表面纵裂为例,按照模糊专家系统的开发思路,建立起连铸坯纵裂知识库,开发推理机制.采用纵裂指数预测和神经网络预测相结合的方法对连铸坯质量进行离线判断、推理和决策,并给出相应的缺陷产生原因解释.采用VC++6.0软件建立人机界面,数据库采用Oracle,调试结果表明该系统可以达到较高的判定准确率(92.8%),为在线应用奠定了基础.     

摩擦搅拌焊接过程热力耦合数值模拟

提出了一种基于瞬时相对线速度的搅拌头产热模型,利用ABAQUS有限元软件建立了焊接过程温度场有限元模型,对摩擦搅拌焊接过程温度场进行了数值模拟并利用有限元模型分析了焊接温度场的不对称性;在温度场有限元模型的基础上建立了摩擦搅拌焊接过程热力耦合有限元模型,利用ABAQUS有限元软件对焊接过程动态应力和焊后残余应力的分布进行了仿真模拟。结果表明：焊接过程最高温度低于被焊材料熔点,搅拌头前方温度梯度大于搅拌头后方,并且温度梯度随焊接速度的提高变化更为剧烈;焊接过程试件内存在动态应力场,随着试件的冷却逐渐转化为残余应力场,横向残余应力在试件内分布较广,大部分区域内为横向拉应力,而在试件周围拉应力逐渐转变为压应力,纵向残余应拉应力只局限于接近焊缝的一个很窄的区域,在周围区域有较低的压应力,距离焊缝越远其值越低。     

炼钢厂连铸机的开浇时间决策优化模型

针对炼钢厂连铸机开浇时是否连浇以及开浇时间确定等问题,从钢厂生产线上待加工的铁水/钢水金属资源平衡的角度,建立了以连铸生产总效益最大为目标函数的连铸机开浇决策的混合整数规划模型,并用基于MATLAB软件的YALMIP优化工具进行模型的求解.针对某钢厂的实际情况进行模型的应用测试,结果表明:模型可以优化决策连铸机各浇次的开浇时间,有助于编制合理的炼钢厂生产调度作业计划,稳定各班次之间的生产条件,降低生产线上的积压金属量,为炼钢厂连铸机的有序开浇提供了技术手段.     

大圆坯连铸结晶器电磁偏心搅拌的数值模拟

建立了描述大圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程电磁场的三维数学模型,并采用实测数据对模型的准确性进行了验证.研究了不同搅拌电流强度和频率下,磁感应强度与电磁力的变化规律,并重点分析了偏心搅拌下磁感应强度和电磁力的分布特点.结果表明:磁感应强度和电磁力均随搅拌电流强度的增大而增强;随着搅拌电流频率的增大,磁感应强度逐渐减弱,而电磁力先增强后减弱,并在2.5 Hz时达到最大值;偏心搅拌时,电磁力在铸坯横截面上仍呈周向分布,但电磁力和磁感应强度的大小都出现了不对称分布,在靠外弧的一侧更大.     

薄板坯连铸连轧工艺下Hi-B钢的组织及织构

采用金相显微镜和扫描电镜研究实验室模拟薄板坯连铸连轧( TSCR)工艺试制的高磁感取向硅钢( Hi- B钢)组织、织构的演变特征. 研究发现实验室模拟薄板坯连铸连轧工艺试制的Hi-B钢热轧板显微组织及织构在厚度方向上存在不均匀性. 常化板表面脱碳层铁素体晶粒明显粗化,常化板织构基本继承了热轧板相应的织构类型,仅织构强度不同. 一次大压下率冷轧后,晶粒及其晶界沿轧向被拉长形成鲜明的纤维组织,织构主要为α纤维织构和γ纤维织构,脱碳退火后试样发生回复和再结晶现象并形成初次晶粒组织,脱碳退火后织构分布较为集中. 温度升高至1000℃时二次再结晶开始,1010℃时钢中晶粒发生异常长大,高斯织构强度达到61. 779. 成品磁感为1. 915 T,铁损为1. 067 W·kg-1 .     

7075铝合金搅拌摩擦焊模拟与实验研究

搅拌摩擦焊解决了7075铝合金难焊接问题,但焊接过程中复杂的温度、流场变化容易造成焊缝缺陷.本文利用FLUENT软件模拟研究了7075铝合金焊接过程温度场与流场的变化规律,并对模拟结果进行了验证.结果表明:前进侧焊接温度高于后退侧,但其材料流速低于后退侧,焊缝最高温度出现在轴肩边缘内侧.搅拌头转速越大,焊接速度越小,则...     

基于UG的导向器类零件内环精铸模具设计

在对航空发动机导向器类零件结构分析及零件实体构建的基础上,以UG软件为平台,针对导向器类零件精铸模具的特点和参数化技术的特色,利用二次开发技术,将参数化技术应用于导向器类零件内环精铸模具的设计过程中,能够提高系列产品的设计效率和缩短生产周期.