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物料加热过程的动态优化理论——准则约束优化方法

李宗瑞 , 陆钟武

金属学报

通过把物料的加热过程视作控制理论中调节器的最优控制对象,结合物料加热过程的最优准则,建立了准则约束的优化方法,利用这一方法不仅可以解决物料加热的分布供热的优化问题,而且也为时变供热问题的优化提供了理论依据,这种方法在均热炉上应用的结果表明:与钢锭加热过程预示模型的计算结果相比,优化后热效率可提高3.1%;与热流分解的优化方法相比、热效率从43.1%提高到43.8%;与实际加热过程相比,可降低能耗7.28%。

关键词: 加热 , heating process , control theory , optinal criterion

等离子体喷涂中颗粒加热过程数值模拟

何翔 , 刘敏 , 文魁 , 杨焜 , 闫星辰 , 王凯

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.003

目的 研究颗粒在等离子体喷涂中的加热过程及影响因素.方法 使用Fluent软件对处于等离子射流中颗粒的加热过程与状态进行求解计算,根据计算结果分析了喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况与内部温度梯度的影响.结果 对于不同的喷距,在颗粒升温过程中,颗粒表面温度高于中心温度;在颗粒降温过程中,颗粒表面温度低于中心温度,并且降温过程中的表面-中心温差远小于升温过程中的表面-中心温差.在颗粒升温过程中,其内部存在不同的加热阶段.对于不同的直径,虽然大颗粒比小颗粒能进入射流中心更深的位置,但小颗粒的加热效果更好.表面-中心温差随着颗粒直径的增大而增大,三种不同直径的颗粒的表面-中心温差变化曲线都表现出相似的趋势.对于不同材料的颗粒,热导率越低的颗粒,其表面-中心温差越高,越难以完全熔化.结论 喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况和内部温度梯度有很大的影响,该模拟结果能为分析颗粒与等离子体之间的传热提供参考.

关键词: 等离子喷涂 , 颗粒 , 加热过程 , 交互作用 , 表面-中心温差 , 数值模拟 , Fluent

连铸坯表面氧化铁皮除不尽原因及对策

丁波 , 丁美良 , 关建辉 , 茅永明

钢铁

采用SEM对连铸坯表面氧化铁皮除鳞除不尽的原因进行分析.分析结果表明:Q235B、Q345B和SPAH连铸坯内层氧化铁皮呈楔形嵌入钢基体中,嵌入钢基体中的氧化铁皮主要为铁橄榄石-Fe2SiO4相,随着钢基体中硅含量的增加,嵌入钢基体中的铁橄榄石相增加,使得内层氧化铁皮与钢基体的附着力增加,造成连铸坯表面氧化铁皮除鳞除不尽.针对连铸坯氧化铁皮除鳞除不尽的原因,提出相应的研究对策:一方面,优化加热炉工艺,控制高压水除鳞前连铸坯温度在1173℃以上;另一方面,优化高压水除鳞系统参数,增加高压水除鳞效果.

关键词: 连铸坯 , 氧化铁皮 , 铁橄榄石 , 高压水除鳞 , 加热工艺

加热工艺对中锰钢残余奥氏体含量的影响

邱昌瀚 , 罗海文 , 刘军 , 胡俊 , 董瀚

钢铁

研究了不同加热方式对0.2% C-5% Mn钢650℃临界退火后残余奥氏体含量的影响.采用透射电镜TEM、电子背散射EBSD等技术研究了碳化物析出和组织形貌,利用XRD技术测定了残余奥氏体体积分数.结果表明:较低温度下等温一段时间后加热到650℃,或直接快速加热到650℃进行临界退火,可获得较多残余奥氏体.因为快速加热既能抑制升温过程中组织的回复和再结晶,也能抑制粗大渗碳体颗粒的析出;在较低温度等温处理时可析出细小弥散的碳化物并在临界退火时迅速固溶,这些细小弥散的碳化物作为形核核心加速了奥氏体相变.

关键词: 中锰钢 , 加热方式 , 渗碳体 , 临界退火 , 残余奥氏体

退火工艺对Nb-Ti深冲双相钢组织和性能的影响

陈京京 , 赵征志 , 汪志刚 , 赵爱民 , 叶洁云

材料热处理学报

通过SEM、TEM、XRD和EBSD等技术研究了连续退火工艺对深冲双相(DP)钢组织性能的影响.结果表明:深冲DP钢热轧板中存在大量的弥散(Nb,Ti) (C,N)等析出粒子,有效固定住C、N间隙原子.连续退火过程中,快速加热,可减少回复阶段变形储能的释放,提高有利再结晶织构的形核率;慢速加热,可促进碳氮化合物的回溶,降低弥散析出相对再结晶织构的不利作用;采用先快速后慢速分段式加热工艺,以再结晶开始温度为分界点,既充分发展深冲织构,又确保双相结构,得到退火板性能为:抗拉强度485 MPa,伸长率超过30%,r值达到1.3.

关键词: 深冲双相钢 , 加热工艺 , 显微组织 , 力学性能 , 织构

纳米纸/聚合物基复合材料热传导性能模拟研究

张阿樱 , 吕海宝

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.05.017

为了研究纳米纸加热片的形状控制、厚度及弯曲周期等因素对纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态时温度分布的影响规律,采用FLUENT有限元软件分别模拟研究了不同工况条件下矩形弯曲及平板形纳米纸/聚合物基复合材料的热传导性能.计算结果表明:加热过程中矩形弯曲纳米纸/聚合物基复合材料的平均温度略低,加热速率略慢,达到稳态所需的时间稍短,温度分布更为均匀.纳米纸加热片厚度越小、弯曲周期越小,纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态时的平均温度水平越高,达到稳态所需的时间越长.分析认为,纳米纸加热片的厚度和弯曲周期对纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态所需时间及温度分布规律的影响主要通过纳米纸加热片的单位体积热源起作用;对流散热速率低于产热量的增大导致纳米纸/聚合物基复合材料达到稳态所需时间增长.

关键词: 纳米纸 , 聚合物 , 复合材料 , 加热过程 , 模拟

加热工艺对轴承钢连铸坯液析碳化物溶解行为的影响

左毅 , 米振莉 , 李志超 , 李辉

材料热处理学报

利用DICTRA软件及金相法对GCr15轴承钢连铸坯中的液析碳化物在加热工艺中的溶解与扩散机理进行研究,并针对常规加热工艺存在的问题,提出加热工艺的设计思路:第一阶段在液析严重区域连铸坯的固相线温度以下进行加热,加热过程中仅发生液析碳化物的溶解,令C元素快速扩散,同时该区域固相线温度逐渐升高;第二阶段在1200 ~1280%的高温区进行加热,由于第一阶段中液析严重区域连铸坯的固相线温度升高,此时很难再有液相增加,可保证Cr元素快速扩散,最终令液析碳化物快速溶解扩散.根据DICTRA软件对加热工艺的模拟计算结果,设计加热工艺为“1100℃加热1h后1250℃加热1h”.以该工艺对试样进行加热试验,液析碳化物级别由4.0级降低至0.5级,结果证明了该加热工艺的可行性.

关键词: 轴承钢 , 连铸坯 , 液析碳化物 , 加热工艺

IF钢热轧板翘皮缺陷的加热工艺改进

齐明光 , 白旭 , 毕国喜 , 高杨

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160255

京唐公司热轧厂在IF钢生产过程中出现了热轧工序导致的翘皮缺陷.经过系统分析,认为是板坯加热温度不均匀,以及轧制过程中板坯尾部温降快、轧机冷却水密封效果不佳等问题综合导致的.主要介绍首钢京唐热轧厂在消除IF钢翘皮缺陷攻关工作中采取的加热工艺措施.通过调整烧嘴开度优化炉内温度场,并按照轧制过程中的温差需求控制板坯头尾和宽度方向温差.经过黑匣试验验证,板坯加热质量达到预期目标,最终消除了热轧工序导致的翘皮缺陷.

关键词: IF钢 , 加热工艺 , 温度均匀 , 翘皮缺陷

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