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板坯电磁制动结晶器内流体流动的研究

于湛张振强任忠鸣雷作胜邓康

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00318

用Hg模拟了高速板坯电磁制动结晶器内钢液的流动, 使用超声波Doppler测速仪测量了结晶器内液体的流速和液面的波动, 分析了静磁场对流体流动的作用, 研究了静磁场对浸入式水口出流、结晶器内金属液流动、液面波动、液面流动及对器壁冲刷强度的影响. 结果表明: 静磁场使浸入式水口出流受到抑制, 上部环流区的流动增强, 下部环流区流动减弱; 改善了自由液面的波动和流动. 静磁场不仅具有制动钢液流的作用, 还具有改变流动方向, 分配钢液流量的作用. 磁感应强度大于0.29 T时, 更有利于改善结晶器内的流动.

关键词: 电磁制动 , flow of liquid metal , mold , continuous casting , high casting speed

板坯连铸结晶器内钢凝固过程热行为研究  II. 模型验证与结果分析

蔡兆镇朱苗勇

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00664

基于建立的二维瞬态热/力耦合有限元模型, 模拟计算了国内某钢厂实际板坯连铸工况下结晶器内某高强船板钢凝固过程的热行为, 并利用现场实测温度数据验证了模型的可靠性. 在此基础上重点研究分析了该钢在结晶器凝固过程角部区域气隙厚度、坯壳--铜板间的保护渣(包括液渣层和固渣层)分布及其热行为变化规律和对应区域的热流与表面温度变化特征,并揭示了拉速、结晶器锥度和保护渣性能变化对该钢种在结晶器内凝固热行为的影响.

关键词: 板坯连铸 , mold , thermal behavior , air gap

电磁软接触连铸圆坯表面振痕演变机理

许秀杰邓安元王恩刚张林涛张兴武张永杰赫冀成

金属学报

在实验室立式连铸机上对碳素结构钢Q235B进行了电磁软接触连铸实验,测量了结晶器内磁场分布和Sn--Pb--Bi合金熔体弯月面形状. 结果表明,采用电磁软接触连铸技术, 可以显著改善铸坯表面质量; 当电源功率达到最佳值时, 振痕完全受到抑制, 铸坯表面光洁; 但当电源功率过大时,铸坯表面出现波浪形振痕. 分析认为, 铸坯表面质量得到改善是高频电磁场的Lorentz力效应和Joule热效应共同作用的结果;当电源功率过大时, 分瓣结晶器 内的磁场分布不均匀,沿结晶器周向呈波浪形分布, 加之钢水液面波动也更加剧烈,因此在铸坯表面产生波浪形振痕.

关键词: 连铸结晶器 , mold , soft--contact , electromagnetic field , meniscus

射流型磁场排布方式控制结晶器内液流的实验研究

王寅张振强于湛贾皓邓康雷作胜任忠鸣

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00215

以水银为介质, 通过物理模拟实验考察射流型磁场排布方式对中厚板坯连铸结晶器内流场的控制. 采用超声波Doppler测速仪测量有、无磁场下的结晶器内液态金属流速, 研究磁场排布和强度对水口出流、结晶器内流动、液面流动、结晶器窄面模壁的冲刷作用等的影响. 实验显示, 射流型磁场排布方式使水口出流流速受到比通常磁场排布方式更强的抑制作用, 使其在撞击结晶器窄壁前发生分散,可使上环流流速增强, 下环流减弱直至消失, 直接形成活塞流形式; 同时, 还改善了弯月面处流动情况. 相比于工业生产中的全幅一段电磁制动技术,射流型磁体排布方式的电磁制动在水口出流、液面处流动方面具有更强的制动作用.

关键词: 连铸 , mold , electromagnetic braking , physical simulation , jet–pattern magnetic field

孔道可控的酚醛树脂多孔碳支架的制备研究

崔志中 , 李涤尘 , 乔冠军 , 李济顺

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00848

利用光固化快速成型技术, 设计制作了有网格孔道结构的制件阴模, 制成了孔道结构可控的多孔碳支架. 用TGA研究了光固化树脂、酚醛树脂和淀粉的热分解行为; 用XRD、FTIR和SEM技术研究了碳支架的物相组成和微观结构; 用Archimedes法测定了热解碳的显气孔率和密度. 结果表明: 碳支架为非结晶性物质, 呈无定形乱层石墨结构, 随碳化温度的升高石墨化程度提高; 碳支架中仍含有微量的C-H键; 碳支架中的气孔相包括孔道、大孔(d=10~50μm)和微孔(d=1~3μm); 构造的孔道有利于避免碳支架的破裂.

关键词: 快速成型 , porous ceramic , carbonization , carbon template , mold

板坯连铸结晶器内钢凝固过程热行为研究 I. 数学模型

蔡兆镇朱苗勇

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00663

建立了伴随δ/γ相变的钢凝固过程两相区溶质微观偏析模型,以其所确立的钢凝固过程各相分数与温度之间的关系获得钢的高温物性参数,并根据连铸坯在结晶器内凝固收缩量与结晶器内表面的位移关系、保护渣的液/固状态及厚度分布、铸坯表面和铜板热面的温度分布以及气隙的动态变化等建立了描述坯壳--铜板界面热流的数学模型. 在此基础上, 运用率相关本构模型,采用顺序耦合法建立了描述板坯连铸结晶器内钢凝固过程热行为的二维瞬态热/力耦合有限元分析模型.

关键词: 板坯连铸 , mold , mold flux ,  δ/γ  transformation

Ti6Al4V合金整体叶盘热等静压近净成形研究

吴言 , 薛鹏举 , 魏青松 , 史玉升

稀有金属

本研究结合模具工艺与热等静压方法,整体近净成形出了复杂叶盘零件,并对模具变形、成形精度以及组织性能进行系统分析.结果表明,整体近净成形叶盘相对致密度达到99.5%.SEM结果显示:零件内部为均匀细小的α邯长条状组织,无明显孔隙和裂纹;组织致密,微观组织出现“分层”现象;同炉拉伸件抗拉强度可达920 MPa,性能优于同规模铸件,与锻件性能相当;分析断口微观形貌得出试样为韧性断裂;该方法成形零件材料利用率高,工艺成本低,成形周期较长.本研究为叶盘类零件热等静压近净成形提供了参考依据.

关键词: 热等静压 , 近净成形 , 叶盘 , 模具

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