C.W. Ma
,
H.F. Shen
,
T.Y. Huang
,
B.C. Liu
金属学报(英文版)
A mathematical model coupling the momentum, energy and species conservation equa-
tions was proposed to calculate the macro-segregation of Fe-C alloy ingot during solidification. The corresponding simulation software which concurrently solves the macro-
scopic mass, momentum, energy and species conservation equations has been developed
by applying the SIMPLE algorithm.
The thermo-solutal convection in a NH4Cl-H2O ingot is verified and the result shows
good agreement with that reported. Then macro-segregation in a steel ingot is simu-
lated by using the developed program. The steel ingot is in a rectangular mold with a
riser. The fluid flow is mainly induced by the temperature field and the solid fraction.
The macro-segregation pattern is mainly affected by the thermo-induced convection
in the mushy zone. The negative segregation forms along the walls of the casting.
The positive segregation forms at the top center of the casting into the riser. The
species concentration reaches the peak in the center of the ingot where solidi¯cation
ends lastly.
关键词:
macro-segregation
,
null
,
null
,
null
兰鹏
,
张家泉
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.b0yuan.issn1001-0963.20130232
基于热-黏弹塑性本构方程建立了大钢锭凝固时热-流-力耦合的3D有限元模型,并对8.5t钢锭浇注过程中不同位置处热流密度、气隙宽度和界面换热系数的变化规律进行了模拟分析.结果表明,钢水与钢锭模刚刚接触时的热流密度和换热系数最大,二者随后迅速下降,且角部区域的下降趋势略大于面部.凝固初期时热流密度和换热系数的最大值位置并非位于面部中心,而是在1/4宽度处;由于宽面对钢水静压力的抵抗作用小于窄面,其界面热流密度和换热系数也略大于窄面.凝固中后期时,换热系数的区域差异逐渐趋于不明显.同时,建立了基于凝固时间和界面温度的平均换热系数的反算模型.应用2个模型所求结果计算的钢锭和钢锭模温度变化与实测值及热-流-力耦合模型结果基本一致.进一步研究发现,界面换热系数随温度的变化规律可推广应用到3～30t钢锭的模拟研究中,计算结果与实际更为符合.
关键词:
钢锭
,
界面换热系数
,
反算模型
,
数值模拟
李军
,
葛鸿浩
,
GE Honghao
,
WU Menghuai
,
李建国
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00627
基于Eulerian-Eulerian方法, 阐述了简化枝晶状等轴晶、柱状晶以及金属液三相完全混合的凝固模型. 模型考虑了等轴晶的移动及柱状晶对等轴晶的捕获, 跟踪了柱状晶尖端的位置并考虑了等轴晶和柱状晶的相互竞争生长, 因此该模型具备了预测柱状晶向等轴晶转变(CET)的能力; 为了在不过量增加计算量的前提下提高模型的精度, 模型对等轴晶采取了简单的枝晶化处理, 即采用简化方法描述等轴晶包络线内固相分数. 分别模拟了3.25和25 t钢锭的凝固过程, 成功预测了大型钢锭凝固过程所形成的底部锥形负偏析、“类-A型”偏析以及CET等现象. 分析认为长细形状铸锭中出现的顶部负偏析区, 是由于凝固后期所形成的局部小钢锭及等轴晶在其内部的沉积聚集而成.
关键词:
数值模拟
,
宏观偏析
,
钢锭
,
晶粒运动
,
CET
李军
,
葛鸿浩
,
WU Menghuai
,
LUDWIG Andreas
,
李建国
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00627
基于Eulerian-Eulerian方法,阐述了简化枝晶状等轴晶、柱状晶以及金属液三相完全混合的凝固模型.模型考虑了等轴晶的移动及柱状晶对等轴晶的捕获,跟踪了柱状晶尖端的位置并考虑了等轴晶和柱状晶的相互竞争生长,因此该模型具备了预测柱状晶向等轴晶转变(CET)的能力;为了在不过量增加计算量的前提下提高模型的精度,模型对等轴晶采取了简单的枝晶化处理,即采用简化方法描述等轴晶包络线内固相分数.分别模拟了3.25和25t钢锭的凝固过程,成功预测了大型钢锭凝固过程所形成的底部锥形负偏析、“类-A型”偏析以及CET等现象.分析认为长细形状铸锭中出现的顶部负偏析区,是由于凝固后期所形成的局部小钢锭及等轴晶在其内部的沉积聚集而成.
关键词:
数值模拟
,
宏观偏析
,
钢锭
,
晶粒运动
,
CET
谢良法
,
韦明
,
刘利香
钢铁
研究了钢锭成材特厚板的尾部超声探伤缺陷的性质,介绍了模铸法生产大钢锭过程中,炉外精炼工艺、浇铸工艺以及浇铸用辅助材料对大钢锭内部质量的影响.通过对模铸用辅助材料、成品样及汤道样的能谱及化学分析可知,尾部面积缺陷的主要来源应该是钢液中的脱氧产物Al2 O3以及少量没有被渣料吸附的复合化合物.针对缺陷的形成原因,制定了有效的改进措施,每月探伤的钢板尾部面积缺陷发生率由1.25％～2.25％降低到0.38％,最高降低幅度达到83.11％.
关键词:
钢锭
,
尾部面积缺陷
,
Al2O3
