水玻璃铸造旧砂再生方法及设备研究进展

水玻璃砂在绿色铸造领域有着非常广泛的应用,但旧砂再生难题长期困扰着铸造与环保工作者。针对这一问题,国内外学者先后提出了干法再生、湿法再生、加热干法再生、化学再生、生物再生等水玻璃再生方法。对现有的几种典型的水玻璃再生方法的原理及其设备进行了详细的阐述,分析了各类再生方法的优缺点,介绍了课题组开发的一系列水玻璃旧砂再生设备,认为未来水玻璃旧砂生物再生将重点研究绿色高效的水玻璃旧砂促溶剂以及再生设备的开发。     

热轧中宽带钢凸度控制模型开发与应用

以国内某热轧带钢厂的新建项目为背景,分析了影响热轧中宽带钢凸度的主要因素,介绍了凸度预设定模型、工作辊热凸度和磨损计算模型及凸度和平直度反馈控制模型的主要功能及架构;针对典型产品的轧制过程设计了精轧机组工作辊的正弦辊形曲线.根据某产品轧制过程的工程记录数据,绘制了精轧机组的比例凸度分配曲线,结合多功能仪实测数据分析了模型的控制效果,带钢出口凸度保持在(40±20)μm的比例占带钢全长的100%,平直度为(0±10)I的比例占带钢全长的98%以上.     

自复位学校建筑抗震韧性区域评估用数字孪生模型

在区域层面上对具有自复位模块结构的学校建筑进行抗震损伤和恢复力评估研究，建立了一个基于Python语言的从结构非线性分析到损伤程度可视化演示用的数字孪生模型。Python语言也是目前通用于机器学习模型训练的编程语言，方便在该数字孪生模型中引入人工智能模型来代替结构仿真计算，通过使用实时监测地震动和结构响应数据结合人工智能模型进行区域灾害响应和功能恢复快速评估。结构损伤和恢复力分析结果（如不同地震下修复成本、修复时间、不可修复的概率等指标）通过生成shapefile在地理信息系统（GIS）软件中进行三维可视化，从而对采用自复位模块结构的学校建筑结构群在区域范围上进行抗震韧性定量评估。该模型的计算模块包括区域建筑结构清单生成、简化数值模型建立、地震响应非线性分析、结构响应参数生成、建筑结构易损部件定义、地震损失概率模型评估以及区域灾害损失的结果输出。这里的基于概率模型的学校建筑结构地震损失评估采用了FEMA P-58方法，并使用了Pelicun软件包进行计算。以旧金山湾区近2 000栋学校建筑作为案例，对假定使用偏心支撑框架自复位结构作为抗震结构体系的学校建筑群进行了抗震韧性评估，研究了通...     

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.     

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 .