于海岐朱苗勇
金属学报
建立了描述圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程的三维数学模型. 采用有限元和有限体积结合的方法求解Maxwell方程组和湍流Navier-Stokes方程, 分析了结晶器电磁搅拌过程的磁场、流场、温度场和夹杂物轨迹特征, 并考虑了励磁电磁强度和频率的影响. 研究表明, 磁场模拟结果与现场实测数据一致, 电磁力在圆坯水平截面上呈周向分布. 钢液在结晶器纵截面内形成两对回流区, 且在水平截面内旋转流动; 过热钢液滞留在结晶器上部区域, 铸坯芯部温度迅速降低, 凝固前沿温度梯度提高; 大部分夹杂物积聚到结晶器上部区域旋转运动. 励磁电流强度和频率对结晶器内钢液的流动、温度分布及夹杂物运动均有明显影响.
关键词:
圆坯结晶器
,
electromagnetic stirring (EMS)
,
electromagnetic field
,
flow field
,
Temperature field
,
Inclusion
,
numerical simulation
高翱王强李德军金百刚王凯赫冀成
金属学报
doi:DOI: 10.3724/SP.J.1037.2009.00848
为了克服传统引流砂对钢水的污染, 提出一种采用与钢液成分相同或相近的Fe-C合金代替引流砂, 通过电磁感应加热使其熔化实现自动开浇的电磁引流方法. 利用实验和数值模拟研究了电磁引流装置中水口表面温度随时间的变化规律, 模拟结果与实验结果相吻合. 在此基础上, 考察了感应加热参数(电流强度、电源频率)和感应线圈直径对出钢效果的影响规律, 得出电流强度越大, 电源频率越高, 线圈直径越小, 加热到相同温度所需要的加热时间越短, 越有利于快速加热, 实现顺利出钢的结论. 各因素对出钢时间影响大小的顺序是: 电流强度、电源频率、线圈直径. 找出了可以满足出钢要求的最佳电流强度、电源频率和线圈直径参数, 实验验证了电磁引流技术可以在工艺要求的条件下完成出钢.
关键词:
引流砂
,
electromagnetic metallurgy
,
clean steel
,
numerical simulation
,
heat transfer
于海岐
,
朱苗勇
金属学报
利用数值模拟方法研究了板坯结晶器电磁制动和吹氩耦合作用下吹氩量、拉速和线圈电流强度等不同工艺
参数对钢/渣界面行为的影响规律, 分析了结晶器内液面波动指数F与液面波动间的关系.
研究表明, 在一定拉速
和电磁制动条件下, 吹氩量增加会加剧钢/渣界面的局部波动, F值随吹氩量增加而增大, 弯月面处的液渣厚度与F
值呈线性递增关系; 在一定吹氩量和电磁制动条件下, 拉速增加并没有恶化水口附近的钢/渣界面波动, 而使F值
增大, 弯月面处的液渣厚度与$F$值呈线性递减关系; 在一定拉速和吹氩量条件下, 增加线圈电流强度会加剧水口附
近的钢/渣界面波动.
关键词:
板坯结晶器
,
electromagnetic brake
,
argon gas injection
,
steel/slag interface
,
numerical simulation
袁方明
,
王新华
,
张炯明
,
王万军
,
张立
金属学报
采用数值模拟方法，对水口内钢水流场形态以及各种因素对水口沉积速率的影响作了分析研究。结果标明，滑板附近处以及水口底部的沉积比较明显；吹氩量对水口内的压力存在较大的影响，压力在滑动水口处存在突降；浇铸速度为1.2m/min的情况下，要防止吸气，最小吹氩量必须大于10L/min。Al2O3的沉积速率和Al2O3的质量浓度成线性关系；随着浇铸速度的提高，沉积速率也逐步增大。在吹氩量合适的范围内，吹氩能够降低沉积速率。对于同一拉速来说，吹氩量5L/min和30L/min对降低沉积速率的效果相近。
关键词:
连铸
,
nozzle
,
clogging
,
numerical simulation
封小松
,
陈彦宾
,
李俐群
金属学报
以镀锌钢板为母材, 以CuSi3焊丝为钎料, 进行了单、双光束激光钎焊实验. 在分析单、双光束激光填丝钎焊传热行为的基础上, 采用有限元方法对激光钎焊温度场进行了数值模拟, 提出了激光填丝钎焊热源模型. 采用体热源来模拟熔化钎料铺展流动引起的传热, 模型考虑了热物性参数随温度的变化带来的非线性影响以及潜热、辐射和对流对传热的影响. 对典型激光钎焊工艺参数下的温度场进行计算, 结果表明: 单光束激光钎焊有较高的温度梯度, 而2 mm焦点间距的双光束钎焊接头峰值温度和温度梯度低,高温区域宽, 更适合于获得良好的钎焊接头.
关键词:
激光钎焊
,
dual laser beam
,
temperature field
,
numerical simulation
曹娜
,
朱苗勇
金属学报
利用Lagrange两相流模型定量研究了吹氩板坯结晶器内双循环流形成条件, 并用水模型检验了数
值模拟结果.
在此基础上考察了吹氩量、钢流量、结晶器宽度、水口浸入深度以及下倾角度对双循环流形
成的影响规律.
结果表明：选择与其它工艺参数匹配的吹氩量是保证双循环流型的重要条件,且维持此流
型的临界吹氩量随钢流量的增加而增加. 当钢液质量流量较大
(q m >--2.5 t/min)时, 减小结晶器宽度和增
加水口浸入深度均有助于扩大临界吹氩量范围, 而水口下倾角度对其影响较小;
当钢液质量流量较小(q m ≥ 2.5 t/min)时,以上工艺参数的影响均不明显.
关键词:
连铸
,
mold
,
blowing argon gas
,
double-recirculation flow pattern
,
numerical simulation
