大型铸锭均质化问题及其新解 被引量：19

1

作者 李军 夏明许 +1 位作者 胡侨丹 李建国 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期773-788,共16页

铸锭存在严重非均质问题,直接影响最终产品的性能和材料利用率,并制约后续热加工方法和工艺窗口选择。提高铸锭的均质化水平对节能降耗、提高材料利用率、保障构件服役性能和重大装备建设具有重要意义。本文介绍了大型铸锭非均质化因素... 铸锭存在严重非均质问题,直接影响最终产品的性能和材料利用率,并制约后续热加工方法和工艺窗口选择。提高铸锭的均质化水平对节能降耗、提高材料利用率、保障构件服役性能和重大装备建设具有重要意义。本文介绍了大型铸锭非均质化因素如成分偏析、夹杂、缩孔/疏松和晶粒不均匀问题及其在后续热加工中的演变,提出了铸锭均质化窗口的概念;介绍分析了大型铸锭凝固过程宏观偏析数值计算和模拟研究的新进展以及提高铸锭均质化水平的新方法;针对冷却速率不均、不可控多相流动和非平衡溶质分凝3个造成铸锭非均质的根本原因,提出了可以根据目标均质化窗口进行铸造过程预设计的层状铸造(layer casting)新方法,建立了层状单元分配和变成分浇注成分控制模型。数值计算模拟和实验验证表明,层状铸造在降低多相流速、均化冷却速率、改变溶质分凝方面效果显著,提高了铸锭的均质化水平,并可大幅度降低设备投资、节能降耗,有望应用于高品质大型铸锭制造。 展开更多

关键词 大型铸锭 宏观偏析 数值模拟 铸造缺陷 层状铸造

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大型铸锭凝固过程热模拟方法 被引量：8

2

作者 俞基浩 赵静 +3 位作者 张浚哲 陈峥 仲红刚 翟启杰 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期754-757,共4页

提出了一种大型铸锭凝固过程热模拟方法并开发了一套热模拟试验装置。将数值模拟得到的大型铸锭凝固过程冷却曲线作为热模拟试验单元的控制条件,实现用20 kg小铸锭再现几百吨大型铸锭凝固组织的目的。此模拟方法弥补了数值模拟和铸锭解... 提出了一种大型铸锭凝固过程热模拟方法并开发了一套热模拟试验装置。将数值模拟得到的大型铸锭凝固过程冷却曲线作为热模拟试验单元的控制条件,实现用20 kg小铸锭再现几百吨大型铸锭凝固组织的目的。此模拟方法弥补了数值模拟和铸锭解剖法的不足,为了解大型铸锭缓慢冷却条件下凝固组织提供了研究手段。利用该装置模拟了230 t低压转子钢的凝固过程,凝固组织为粗大树枝晶,与铸锭解剖结果较一致,表明该方法可以实现缓慢冷却条件下凝固组织的模拟。 展开更多

关键词 大型铸锭 数值模拟 热模拟 凝固组织

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基于成分均匀化的层状铸造方法的实验与模拟研究 被引量：5

3

作者 李军 王军格 +4 位作者 任凤丽 葛鸿浩 胡侨丹 夏明许 李建国 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期118-128,共11页

提出了一种可降低铸锭宏观偏析的铸造工艺:层状铸造(layer casting,LC)。将铸锭分为数个甚至数十个浇包逐次间隔浇注,使每包次浇入的金属液依次、逐层凝固,从而达到降低铸锭中宏观偏析的目的。采用实验与数值模拟相结合的手段验证该工... 提出了一种可降低铸锭宏观偏析的铸造工艺:层状铸造(layer casting,LC)。将铸锭分为数个甚至数十个浇包逐次间隔浇注,使每包次浇入的金属液依次、逐层凝固,从而达到降低铸锭中宏观偏析的目的。采用实验与数值模拟相结合的手段验证该工艺的可行性和适用性。分别采用传统铸造工艺和层状铸造工艺制备Al-4.0%Cu(质量分数)小铸锭,采用直读光谱仪测量铸锭中心截面处Cu含量并绘制出对应的宏观偏析图。实验结果表明:采用传统铸造工艺制备的铸锭出现明显的宏观偏析,包括铸锭底部严重的负偏析和顶部正偏析;而采用层状铸造工艺制备的铸锭没有出现大范围严重的宏观偏析,铸锭中心线上最小负偏析和最大正偏析分别降低了24.6%和77.2%,说明层状铸造工艺可一定程度改善铸锭宏观偏析。同时,采用柱状晶-等轴晶混合三相凝固模型对100和13 t钢锭的传统铸造工艺以及层状铸造工艺的宏观偏析的形成进行数值模拟预测。模拟结果表明:采用层状铸造工艺可有效改善大型钢锭中的宏观偏析,并且随着钢锭尺寸的增大,该工艺对宏观偏析的改善效果愈加明显。并对层状铸造工艺抑制宏观偏析的作用机理进行了分析。 展开更多

关键词 大型铸锭 层状铸造 宏观偏析 数值模拟

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电渣重熔满足大型锻件的要求 被引量：3

4

作者 H Scholz U Biebricher +1 位作者 G Brückmann D Esser 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期82-87,共6页

与锭模浇注出低密度、带缩孔铸锭相比,高性能铸锭材料的生产趋于用重熔设备来实现,铸锭的力学性能也会更均匀。水冷铜结晶器中重熔的铸锭具有较高的材料产出量,从而使具有相同最终外形的铸锭其单锭的质量更小,密度更接近于锻造的材料。... 与锭模浇注出低密度、带缩孔铸锭相比,高性能铸锭材料的生产趋于用重熔设备来实现,铸锭的力学性能也会更均匀。水冷铜结晶器中重熔的铸锭具有较高的材料产出量,从而使具有相同最终外形的铸锭其单锭的质量更小,密度更接近于锻造的材料。因此,后续的锻造工艺不需要高锻造比来生产高密度铸锭。在100t以下的铸锭通常可以在固定锭模中生产,并配以外部底加热装置,以避免可能的铸锭底部开裂;50t以上的铸锭采用高度复杂的拉锭系统配以多电极交换,在短的环形坩埚中重熔技术才是最经济的。大型的带有电极交换技术的电渣重熔炉,为生产超过钢厂中最大单个钢包浇铸质量的大尺寸铸锭提供了可能性。介绍了生产145t重铸锭的炉型设计。对于容易出现开裂的高度复杂的合金,可以通过应用隔热绝缘来生产。 展开更多

关键词 电渣重熔 重(大)型锻件 底部加热 大型铸锭

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大型铸锭的宏观偏析及其数值模拟 被引量：1

5

作者 张帆 殷子豪 +1 位作者 杨宇乾 仲红刚 《上海金属》 CAS 2022年第1期74-80,87,共8页

宏观偏析是金属凝固过程中产生的不可避免的缺陷,且难以通过热处理消除,会导致金属制品不同部位的组织和力学性能有差异。因凝固时间长且熔体流动复杂,大型铸锭的宏观偏析尤为严重。A型偏析的形成主要与夹杂物上浮有关,而V型偏析的形成... 宏观偏析是金属凝固过程中产生的不可避免的缺陷,且难以通过热处理消除,会导致金属制品不同部位的组织和力学性能有差异。因凝固时间长且熔体流动复杂,大型铸锭的宏观偏析尤为严重。A型偏析的形成主要与夹杂物上浮有关,而V型偏析的形成机制较为复杂,普遍认为形成于铸锭凝固的后期。连铸过程中采用脉冲磁致振荡技术可大大减轻大型铸锭的宏观偏析。研究铸锭宏观偏析的主要方法有铸锭解剖、实验室模拟和数值模拟等。因大型铸锭宏观偏析的试验研究极为困难,数值模拟已成为重要的研究手段。现有的模拟大型铸锭宏观偏析形成的数学模型有枝晶模型、两相和多相模型、连续介质模型、体积平均模型及多尺度多相模型等,但宏观偏析形成的数值模拟仍有很多问题有待解决,如关于A型和V型偏析的形成机制尚无定论,宏观偏析形成的数值模拟需要的参数匮乏,需要建立模型数据库等。 展开更多

关键词 大型铸锭 宏观偏析 数值模拟

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中间包内钢液流动和二次氧化的数值模拟 被引量：5

6

作者 陈宏亮 刘珍童 +3 位作者 周秋月 巴钧涛 陈威 张立峰 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期40-50,共11页

由于目前关于铸锭中间包内钢液二次氧化过程仍然缺乏深入研究,对某厂实际生产303 t铸锭过程中真空脱气精炼(Vacuum Degassing Refining, VD)过程以及中间包内钢液进行取样,分析了钢中总氧(TO)和总氮(TN)含量的变化以及夹杂物成分、数量... 由于目前关于铸锭中间包内钢液二次氧化过程仍然缺乏深入研究,对某厂实际生产303 t铸锭过程中真空脱气精炼(Vacuum Degassing Refining, VD)过程以及中间包内钢液进行取样,分析了钢中总氧(TO)和总氮(TN)含量的变化以及夹杂物成分、数量和尺寸的变化。结果表明,由于大铸锭浇注过程没有进行保护浇注,导致中间包内钢液的TO和TN质量分数较精炼结束分别增加了5.59×10^(-6)和9.08×10^(-6)。二次氧化后,夹杂物的数密度增加了近4倍,夹杂物也由液态的钙铝酸盐向Al2O3转变,降低了钙处理效果。数值模拟得到浇注时中间包钢液面卷入空气的平均速率为4.2×10^(-5)kg/s,圆形中间包较深的液位导致中间包进出口温差达到3.9 K。二次氧化后,在注流区的TO质量分数较高,而在右侧循环流区域和靠近底部区域质量分数较低,TO的平均质量分数和最大质量分数分别为28.6×10^(-6)和45.3×10^(-6);CaO和Al2O3的平均质量分数分别为20.9×10^(-6)和32.3×10^(-6)。研究结果为优化中间包浇注过程中钢液二次氧化问题提供理论指导。 展开更多

关键词 大型铸锭中间包 多相流 二次氧化 夹杂物成分 空间分布

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6万t/a热镀锌合金大型铸锭生产线开发 被引量：4

7

作者 徐灵通 宋东明 王云坤 《云南冶金》 2011年第4期44-47,81,共5页

介绍了热镀锌合金大型铸锭生产的国内外情况、工艺流程布局、主要设备、生产控制,给出了项目的优势。

关键词 热镀 锌合金大型铸锭 生产工艺技术

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镍基高温合金黑斑缺陷判定的研究

8

作者 翟素萍 《冶金标准化与质量》 2018年第6期11-14,共4页

通过瑞利数判据,对镍基高温合金IN718和IN740H黑斑的形成趋势进行了对比研究,采用热力学相关计算分析了两种合金凝固过程中固液两相区内元素偏析行为。结果表明,IN718合金和IN740H两种合金中的Nb元素在凝固过程中易于富集,同时IN740H中T... 通过瑞利数判据,对镍基高温合金IN718和IN740H黑斑的形成趋势进行了对比研究,采用热力学相关计算分析了两种合金凝固过程中固液两相区内元素偏析行为。结果表明,IN718合金和IN740H两种合金中的Nb元素在凝固过程中易于富集,同时IN740H中Ti元素也有一定程度偏聚。这些不同元素的偏聚富集行为是造成黑斑的主要原因。根据相对瑞利数的计算公式算出两种合金的相对瑞利数,对两种合金出现黑斑的趋势进行了预判,并且为工业大型铸锭的应用提供了一定的数据参考和理论依据。 展开更多

关键词 大型铸锭黑斑 镍基合金 瑞利数

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大型铸锭加工机列电气控制系统的技术改造

9

作者 姬宣德 刘文胜 袁澜 《电气开关》 2002年第4期40-41,44,共3页

利用现代交流调速技术和 PLC控制技术实现对大型铸锭锯切加工机列电气控制系统的技术改造具有很强的现实意义和极大的推广价值。实践表明 。

关键词 大型铸锭加工机列 电气控制系统 技术改造 铜加工 交流电机 PLC

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CAST团队大铸锭均质化技术取得创新突破

10

《铸造工程》 2024年第3期88-88,共1页

大铸锭均质化一直是国际冶金界难题,至今没有有效的解决方案。上海大学先进凝固技术中心(简称:CAST)团队在原创脉冲磁致振荡(简称:PMO)技术并成功应用于连铸生产的基础上,发明了冒口脉冲磁振荡(简称:HPMO)技术,并与冶钢合作,成功进行了... 大铸锭均质化一直是国际冶金界难题,至今没有有效的解决方案。上海大学先进凝固技术中心(简称:CAST)团队在原创脉冲磁致振荡(简称:PMO)技术并成功应用于连铸生产的基础上,发明了冒口脉冲磁振荡(简称:HPMO)技术,并与冶钢合作,成功进行了工业实验,显著提高了大型铸锭的均质性。 展开更多

关键词 凝固技术 脉冲磁致振荡 冒口 均质化 上海大学 大型铸锭 均质性 冶金界

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大型铝合金铸锭均匀化镦拔优化与模拟 被引量：3

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作者 兰箭 顾青 +2 位作者 李姚君 丁佐军 许亮 《精密成形工程》 2017年第4期43-46,共4页

目的给实际生产中大型铝合金铸锭的镦拔提供一套较为全面系统的工艺优化依据。方法提出以理论变形量计算为指导的镦拔参数优化方法:首先将变形过程视为均匀变形,计算坯料镦拔的理论等效应变参数公式;然后针对给定的最终坯料尺寸,优化镦... 目的给实际生产中大型铝合金铸锭的镦拔提供一套较为全面系统的工艺优化依据。方法提出以理论变形量计算为指导的镦拔参数优化方法:首先将变形过程视为均匀变形,计算坯料镦拔的理论等效应变参数公式;然后针对给定的最终坯料尺寸,优化镦拔过程参量,使理论等效应变均值最大;最后根据优化的镦拔过程参量数值,模拟镦拔工艺过程,对比等效应变的理论均值和模拟均值。结果随着镦拔次数的增加,等效应变均值不断增加,理论值与模拟值偏差逐渐减小,但应变均匀性越来越恶化。结论为得到满足均匀性条件的最终坯料提供了一个有效手段。 展开更多

关键词 大型铝合金铸锭 镦拔 理论计算 数值模拟

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