板坯连铸结晶器内夹杂物分布的大涡模拟 被引量：8

1

作者 陈威 张立峰 《中国冶金》 CAS 北大核心 2018年第S1期26-33,共8页

为了研究连铸板坯结晶器内夹杂物的运动及其被凝固坯壳捕获的过程,采用大涡模拟(LES)模型、凝固模型及离散相模型(DPM)耦合计算了湍流对夹杂物运动的影响以及夹杂物在结晶器的运动、被捕获去除。通过钢液液相体积分数来代替枝晶间距的影... 为了研究连铸板坯结晶器内夹杂物的运动及其被凝固坯壳捕获的过程,采用大涡模拟(LES)模型、凝固模型及离散相模型(DPM)耦合计算了湍流对夹杂物运动的影响以及夹杂物在结晶器的运动、被捕获去除。通过钢液液相体积分数来代替枝晶间距的影响,从而提出了新的夹杂物在凝固前沿的捕获条件,夹杂物在凝固前沿的捕获以及夹杂物捕获位置的实时输出通过用户自定义程序(UDF)实现。结果表明,夹杂物在上表面的上浮去除率随着夹杂物直径的增大而增大;直弧型连铸机包含的弯曲段使得大尺寸夹杂物在内弧侧聚集,但小尺寸夹杂物在内外弧、左右窄面侧分布较均匀。 展开更多

关键词 连铸板坯 大涡模拟 夹杂物捕获 凝固前沿

原文传递

板坯连铸结晶器凝固前沿钢液速度、温度和硫含量变化规律 被引量：2

2

作者 胡增 罗志国 邹宗树 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期340-347,共8页

板坯连铸结晶器凝固前沿钢液存在较大的速度梯度、温度梯度及硫浓度梯度,对凝固坯壳捕获气泡及夹杂物有很大影响。采用ANSYS Fluent对板坯连铸结晶器内不同高度处窄面凝固前沿的钢液速度、温度及硫含量分布进行研究。距结晶器自由液面0.... 板坯连铸结晶器凝固前沿钢液存在较大的速度梯度、温度梯度及硫浓度梯度,对凝固坯壳捕获气泡及夹杂物有很大影响。采用ANSYS Fluent对板坯连铸结晶器内不同高度处窄面凝固前沿的钢液速度、温度及硫含量分布进行研究。距结晶器自由液面0.1、0.3、0.6 m的截面上平行于X方向位于结晶器中心处的3条截线分别代表结晶器窄面凝固前沿的上部区域、冲击区域和下部区域,对每条线上距凝固前沿3 mm处钢液X方向的速度梯度、温度梯度及硫含量梯度进行计算分析。结果表明:下部区域钢液的速度梯度最大(14.5 s^(-1)),略大于上部区域(14.1 s^(-1)),冲击区域则最小(0.4 s^(-1));下部区域钢液的温度梯度最大(902.3 K/m),约为上部区域的2.0倍,冲击区域的2.4倍;上部区域硫含量梯度最大(0.42%/m),下部区域次之(0.04%/m),冲击区域最小(0.02%/m)。在3个区域中,随着与凝固前沿距离的增大,钢液中的硫含量分布存在2种变化形式:先增大后减小至初始含量值;先减小再增大最后减小至初始含量值。 展开更多

关键词 连铸结晶器 凝固前沿 温度场 硫含量分布

原文传递

拉速对MCCR工艺生产低碳铝镇静钢轧板中夹杂物的影响

3

作者 杨文 王乐瑶 +5 位作者 刘金刚 袁天祥 张立峰 杨光 李阳 闫占辉 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期50-57,93,共9页

多模式薄板坯连续铸轧生产线(MCCR)既不同于传统连铸-轧制工艺,又异于传统薄板坯连铸连轧工艺,目前在国内外只有一条产线。MCCR工艺生产采用高拉速浇铸,具有大的通钢量,拉速对此工艺生产的轧板洁净度尤其是钢中非金属夹杂物特征影响较... 多模式薄板坯连续铸轧生产线(MCCR)既不同于传统连铸-轧制工艺,又异于传统薄板坯连铸连轧工艺,目前在国内外只有一条产线。MCCR工艺生产采用高拉速浇铸,具有大的通钢量,拉速对此工艺生产的轧板洁净度尤其是钢中非金属夹杂物特征影响较大。基于此,采用自动扫描电镜探究了4.7~5.2 m/min范围内拉速对MCCR工艺生产的低碳铝镇静钢轧板中非金属夹杂物特征的影响规律。结果表明,轧板中夹杂物主要为Al_(2)O_(3)-CaO类型,夹杂物中Al_(2)O_(3)质量分数为69%~72%、CaO质量分数为16%~22%,夹杂物成分随着拉速的增加基本不发生改变。轧板中5μm以上夹杂物随拉速的变化规律与2μm以上夹杂物随拉速的变化规律相反。随着拉速的增加,轧材中尺寸大于2μm夹杂物的数密度和面积分数整体呈小幅上升趋势,但平均尺寸变化不大。然而,随着拉速由4.7 m/min升高到5.0 m/min的过程,轧板中尺寸大于5μm夹杂物的数密度、面积分数和检测到的最大尺寸均呈现减小趋势,且在轧板宽度方向的波动也减小。拉速升至5.0 m/min以上后轧板中尺寸大于5μm夹杂物特征变化不大。从凝固前沿夹杂物受力的角度解释了钢中大尺寸夹杂物数量随拉速升高而降低的现象。基于研究结果,建议MCCR工艺生产低碳铝镇静钢时宜采用5.0 m/min以上的连铸拉速。 展开更多

关键词 多模式连铸连轧 低碳铝镇静钢 高拉速 夹杂物 凝固前沿

原文传递

基于凝固前沿演变特征的熔铸装药成型工艺参数智能优化

4

作者 夏焕雄 李康 +2 位作者 高丰 刘检华 敖晓辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2936-2950,共15页

熔铸装药成型过程中药浆凝固前沿的轮廓特征与成型后药柱内的缩孔缩松等缺陷具有显著相关性。为改善熔铸装药成型质量,提出凝固前沿轮廓特征度量指标,探究该指标与药柱缩孔缩松体积和最大孔隙率等缺陷的相关性。通过熔铸装药温度场仿真... 熔铸装药成型过程中药浆凝固前沿的轮廓特征与成型后药柱内的缩孔缩松等缺陷具有显著相关性。为改善熔铸装药成型质量,提出凝固前沿轮廓特征度量指标,探究该指标与药柱缩孔缩松体积和最大孔隙率等缺陷的相关性。通过熔铸装药温度场仿真数据集训练装药关键工艺参数与药浆二维瞬态温度场的B样条神经网络模型,进而建立工艺参数与指标参数的代理模型,再基于遗传算法以极大化凝固前沿轮廓特征度量指标为目标,对装药关键工艺参数进行优化。研究结果表明:工艺参数组由初始参数P^(0)=[100,85,0.25,0.25,90,5,0.6]^(T)优化至最佳参数P^(*)=[91.725,94.961,0.498,0.151,100,6,0.595]^(T)后,缩孔缩松体积和最大孔隙率等成型质量参数由19.832 mm^(3)和4.71%降至3.129 mm^(3)和0.66%,实现了熔铸装药成型质量的快速预测和优化;新提出的方法为熔铸装药的工艺优化提供了新思路和新策略,为高性能装药的发展贡献了解决方案,对提高生产效率、降低成本以及确保成型质量一致性具有借鉴意义。 展开更多

关键词 熔铸装药 凝固前沿 B样条神经网络 遗传算法 工艺参数优化

下载PDF 职称材料

宽板坯凝固前沿轻压下率模型的研究 被引量：2

5

作者 程常桂 帅静 +2 位作者 余乐 万文成 刘中天 《武汉科技大学学报》 CAS 2011年第2期81-85,共5页

结合连铸坯凝固规律及轻压下技术改善铸坯中心偏析的冶金原理,建立宽板坯轻压下率理论模型。根据某厂连铸宽板坯实际生产条件,以传热模型计算的铸坯凝固温度数据作为轻压下率模型计算条件,分析拉速、浇注温度、坯壳凝固收缩特性对铸坯... 结合连铸坯凝固规律及轻压下技术改善铸坯中心偏析的冶金原理,建立宽板坯轻压下率理论模型。根据某厂连铸宽板坯实际生产条件,以传热模型计算的铸坯凝固温度数据作为轻压下率模型计算条件,分析拉速、浇注温度、坯壳凝固收缩特性对铸坯轻压下率的影响规律。结果表明,在相同的拉速和浇注温度条件下,铸坯轻压下率沿拉坯方向的分布总体呈减小趋势;拉速较高时的起始轻压下率小于拉速较低时对应的起始轻压下率;拉速与平均轻压下率呈线性递减关系:拉速每升高0.1m/min,平均轻压下率减小0.015mm/m;浇注温度越低,轻压下区起始轻压下率的值越高;浇注温度对平均轻压下率的影响较小,浇注温度每升高10℃,平均轻压下率仅减小0.002 5mm/m;铸坯外部凝固坯壳的收缩对整个轻压下区平均轻压下率的贡献量为20.4%～22.3%。 展开更多

关键词 连铸 宽板坯 轻压下率 凝固前沿

下载PDF 职称材料

水冷换热系数的研究及平面凝固铸造的数值模拟 被引量：2

6

作者 邵博 秦克 +1 位作者 张海涛 崔建忠 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1416-1420,共5页

分别建立了喷雾冷却和平面凝固铸造的二维计算模型.根据对1070铝合金方锭末端冷却所测得的温度数据,反求出不同水压下冷却面表面温度与换热系数的变化规律,并将其作为边界条件导入平面凝固铸造的计算模型进行可靠性验证.结果表明:界面... 分别建立了喷雾冷却和平面凝固铸造的二维计算模型.根据对1070铝合金方锭末端冷却所测得的温度数据,反求出不同水压下冷却面表面温度与换热系数的变化规律,并将其作为边界条件导入平面凝固铸造的计算模型进行可靠性验证.结果表明:界面换热系数随冷却面温度的降低先升高后降低,在400K左右达到峰值.随着冷却水压的增加,换热系数的峰值和峰值对应的温度值也相应增大.铸造实验测温结果表明:所用平面凝固装置可实现凝固前沿宏观上呈平面上升,且凝固过程中铸锭各处冷却均匀;与数学模型计算结果吻合良好,说明该模型可用于平面凝固铸造工艺方案的研究. 展开更多

关键词 换热系数 喷雾冷却 平面凝固 数值模拟 凝固前沿

下载PDF 职称材料

工艺参数对镁合金铸轧板坯凝固前沿影响规律的研究 被引量：2

7

作者 翁文凭 邓康 +3 位作者 任忠鸣 陈琦 迟之东 赵奇特 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期116-119,200-201,共4页

通过镁合金铸轧工艺试验,分析了辊面线速度、轧辊直径、铸轧区长度以及铸轧板坯厚度对铸轧区凝固前沿位置及板坯宏观质量的影响。试验结果表明,在铸轧区长度、板坯厚度一定的条件下,铸轧速度显著影响凝固前沿位置,并进一步决定镁合金铸... 通过镁合金铸轧工艺试验,分析了辊面线速度、轧辊直径、铸轧区长度以及铸轧板坯厚度对铸轧区凝固前沿位置及板坯宏观质量的影响。试验结果表明,在铸轧区长度、板坯厚度一定的条件下,铸轧速度显著影响凝固前沿位置,并进一步决定镁合金铸轧板坯表面质量及宏观缺陷形成特征。在其他工况条件不变的情况下,铸轧速度必须根据铸轧区长度、板坯厚度进行调整,并将铸轧区凝固前沿控制在优化区域,可稳定工艺、提高板坯的表面质量。 展开更多

关键词 镁合金 双辊铸轧 凝固前沿 工艺参数

下载PDF 职称材料

冷却模型中固化层的数值计算

8

作者 吴彪 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2000年第1期42-46,共5页

本文给出了一个计算冷却模型中固化层的数值算法 ,并且证明固化层数值解的收敛性和稳定性 .

关键词 固化层 数值算法 收敛性 稳定性 冷却模型

下载PDF 职称材料

水平硅带生长过程的数值研究

9

作者 姜存华 孙涛 +1 位作者 丁建宁 袁宁一 《计算机与应用化学》 CAS 2017年第5期356-362,共7页

建立了水平凝固生长模型,采用凝固动力学和变形几何追踪凝固前沿,通过求解N-S方程和能量方程获得生长模型的速度场、温度场和压强场的分布。进行适当的参数研究,研究射流冷却速度、拉伸速度、Marangoni流对凝固结晶的具体影响。结果表明... 建立了水平凝固生长模型,采用凝固动力学和变形几何追踪凝固前沿,通过求解N-S方程和能量方程获得生长模型的速度场、温度场和压强场的分布。进行适当的参数研究,研究射流冷却速度、拉伸速度、Marangoni流对凝固结晶的具体影响。结果表明:凝固结晶过程的温度分布主要取决于热扩散而非流体流动;相对于射流冷却速度,Marangoni应力、拉伸速度对熔体流动更具影响力;Marangoni流对生长过程影响可以忽略;硅片厚度随射流冷却速度的增大而增大,与之相反,随拉伸速度的增大而减小;最大拉速取决于热移除条件,移除热量的速度越快,对应的极限拉伸速度越高。 展开更多

关键词 带硅 拉升速度 凝固前沿 稳态生长

原文传递

带液芯连铸坯凝固过程凝固前沿动态施压模型的开发

10

作者 张明 胡德林 +2 位作者 成娟 吴彦欣 付建勋 《上海金属》 CAS 北大核心 2017年第2期45-49,共5页

运用固定网格法开发带液芯连铸坯凝固前沿动态施压模型,实现连铸过程钢水静压力的动态施加,并以此为基础对连铸坯凝固过程热-力耦合进行数值仿真。计算结果显示,热应力在铸坯出结晶器进入足辊区后达到最大值,且铸坯角部的热应力值要远... 运用固定网格法开发带液芯连铸坯凝固前沿动态施压模型,实现连铸过程钢水静压力的动态施加,并以此为基础对连铸坯凝固过程热-力耦合进行数值仿真。计算结果显示,热应力在铸坯出结晶器进入足辊区后达到最大值,且铸坯角部的热应力值要远高于其他位置。分析可知,铸坯各部位的开裂危险区段不同,当局部热应力值超过抗拉强度时易产生裂纹。角部热应力最高产生裂纹倾向最大,这与钢厂实际生产时铸坯角部易产生裂纹缺陷的现状相符。 展开更多

关键词 连铸坯 固定网格法 凝固前沿 钢水静压力 热-力耦合

下载PDF 职称材料

颗粒被凝固前沿排斥的临界速度模型 被引量：3

11

作者 王香 曾松岩 张二林 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 2000年第4期70-74,共5页

通过对颗粒增强金属基复合材料凝固过程中温度场、质量分数场变化以及凝固前沿形状改变的数值模拟，建立了颗粒被凝固前沿排斥或捕获的监界速度模型．当凝固前沿的推进速度小于颗粒被凝固前沿所排斥／捕获的临界速度时，颗粒被凝固前沿... 通过对颗粒增强金属基复合材料凝固过程中温度场、质量分数场变化以及凝固前沿形状改变的数值模拟，建立了颗粒被凝固前沿排斥或捕获的监界速度模型．当凝固前沿的推进速度小于颗粒被凝固前沿所排斥／捕获的临界速度时，颗粒被凝固前沿所捕获的现象不会发生，并且在临界速度模型中保持其它参数为常量，而只考虑合金质量分数的影响时，发现随着合金质量分数的逐渐增加，颗粒被凝固前所排斥／捕获的临界速度逐渐减小。 展开更多

关键词 复合材料 温度场 颗粒增强 金属基

下载PDF 职称材料