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中国科学院金属研究所专利：一种镁合金低频脉冲磁场辅助半连续铸造结晶器及其应用
中国科学院金属研究所 专利 镁合金 低频脉冲 磁场 半连续铸造 结晶器
2023/10/17
本发明属于金属材料制备领域,具体涉及一种镁合金低频脉冲磁场辅助半连续铸造结晶器及其应用。结晶器外壳的顶部设置结晶器上盖,结晶器外壳和结晶器上盖的中心孔位置设有结晶器内套,结晶器外壳和结晶器上盖之间形成冷却水槽,冷却水槽中设置励磁线圈,结晶器外壳的外侧设置与冷却水槽相通的进水口,结晶器内套上开有与冷却水槽相通的二次冷却水喷孔。结晶器外壳和上盖为不锈钢,结晶器内套为4XXX系铝合金,且结晶器内套的上口...
连铸结晶器内氩气/钢液两相非稳态湍流特性的大涡模拟研究
连铸结晶器 两相流 大涡模拟 Euler-Euler模型
2013/11/21
提出了一种连铸结晶器内氩气/钢液两相非稳态湍流流动的大涡模拟模型, 采用非齐次Euler-Euler双流体模型描述氩气/钢液两相流运动方程, 采用大涡模拟模型对湍流黏性力进行求解. 利用板坯探伤缺陷检测结果间接地验证了氩气/钢液两相非稳态湍流运动特征, 利用水模型实验结果验证了两相的非对称流动特征. 结果表明, 氩气泡的行为将直接影响结晶器内钢液的流动行为. 气泡在结晶器内的运动行为主要受吹Ar量...
采用Pb-Sn-Bi合金进行模拟实验, 研究了吹Ar过程中施加低频行波磁场时结晶器内气泡的运动和分布. 用电阻探针法测量了结晶器内金属液面下及液相深处的气泡分布, 考察了磁感应强度、拉速和吹气量对结晶器内气泡运动、数量和分布的影响. 结果表明, 吹气量和拉速的增加使结晶器窄面附近的气泡数量增多;施加行波磁场使液相深处窄面附近的气泡数量减少, 减少了气泡被凝固坯壳捕获的可能性,并且抑制了高浇速时沿结...
薄板坯连铸结晶器非稳态湍流大涡模拟研究
连铸结晶器 非稳态 大涡模拟 漩涡
2012/3/5
本文利用大涡模拟模型分析薄板坯连铸钢液非稳态湍流特性, 其中非稳态湍流流动N--S方程采用盒式函数进行滤波处理, 亚格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型. 将大涡模拟结果与粒子图像测速及超声探伤结果进行分析比较来校正模型. 通过对薄板坯连铸过程进行数值分析, 获得了结晶器内非稳态钢液湍流的流动特征, 包括流场的漩涡分布及大涡拟序结构的形成、发展、脱落和破碎过程, 并发现即使水口和结晶...
高速钢复合轧辊连铸复合过程温度场的数值模拟 II. 铜结晶器法
高速钢复合轧辊 连铸复合 温度场 复合界面
2012/2/27
以Fluent 6.3为计算平台, 采用数值模拟的方法研究了铜结晶器下浇注温度和拉坯速度等参数对高速钢复合轧辊连铸坯内温度分布的影响, 探求了适宜的连铸工艺条件, 在此基础上进行了拉坯实验. 结果表明, 拉坯速度和浇注温度是决定铜结晶器下辊坯能否顺利拉出和界面结合质量好坏的两个重要参数. 提高浇注温度和增大拉坯速度都利于实现两种金属之间的冶金结合. 但随着高速钢浇注温度的提高和拉坯速度的增大, 辊...
非正弦振动结晶器内保护渣道动态压力变化规律
非正弦振动 动态压力 振动参数 拉速
2011/1/21
根据结晶器振动速度变化规律和保护渣润滑理论，建立保护渣道动态压力计算模型，研究结晶器非正弦振动过程保护渣道动态压力变化规律，分析非正弦振动参数及拉坯速度变化对保护渣道动态压力的影响规律。研究结果表明：随着非正弦因子α增加，渣道最大负压减小，而最大正压增加，α的最佳值约为0.2；随着振幅和振频增加，渣道正负压力都增加，但正压增加程度明显高于负压增加程度，特别是振频增加对负压的影响不明显；随着拉速提高...
三维MiLE算法模型模拟连铸结晶器内的板坯凝固过程
板坯连铸 结晶器 数值模拟 MiLE算法
2013/9/30
建立了热流力耦合的三维非稳态有限元模型,对结晶器内钢水凝固过程中的传热、流动和变形情况进行了模拟。以尺寸为1.2mm×0.2m的Q235B板坯为研究对象,利用Procast软件的二次开发,求解出了结晶器区域内的温度场、流场和应变分布。计算结果表明,铸坯收缩量在不同方向上存在不同的分布状态。考虑气隙产生对传热的影响时,结晶器出口铸坯表面平均温度由1120.5℃增加到1289.7℃,坯壳厚度由16.1...
两段式无缝软接触结晶器电磁参数和结构参数的研究
软接触电磁连铸 两段式结晶器 结构参数
2008/12/9
利用数值模拟与正交实验相结合的方法, 研究了两段式无缝软接触结晶器壁厚(d)、结晶器上半段电阻率(ρ)、电源频率(f)、线圈电流强度(I)对结晶器透磁效果的影响规律.结果表明: 结晶器内部磁感应强度(B)随f和d的增大而减小, 随I和ρ的增大而增强. 各因素对磁场影响的顺序依次为f,ρ, I, d. 通过无量纲分析确定了两段式结晶器内弯月面处B与d, ρ, f, I之间的定量关系为B/(μ0I/d...
连铸圆坯结晶器的热流计算与讨论
连铸结晶器 圆坯
2008/12/1
基于结晶器温度和热流实测数据, 采用反算法模拟了圆坯结晶器热流场, 清楚显示出热流沿结晶器纵向和周向不均匀不对称分布特征. 利用得出的热流场数据, 拟合得到沿结晶器纵向、周向和铸坯间的热流公式, 其中考虑了拉速和结晶器安装状态的影响, 并与已发表的经验公式进行了对比. 采用的反算模拟方法和拟合的热流公式有助于实现连铸结晶器热流的可视化, 以及由于指导连铸过程中的热流分析和事故分析.
板坯连铸结晶器的热弹塑性力学分析
板坯连铸 结晶器 有限元模型
2008/11/27
建立了板坯连铸结晶器三维有限元热—弹塑性力学模型，模拟了生产过程中铜板结晶器的变形和热应力分布，考察了铜板厚度、水槽深度、镍层对板坯连铸结晶器铜板变形和热应力的影响规律。结果表明，宽面与窄面中心的最大变形量分别为0.245mm和1.01mm，减少铜板厚度、增大水槽深度有利于降低铜板热面最大变形量与热应力值，而镍层厚度对铜板变形和热应力分布的影响不显著。
方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的数值模拟
连铸结晶器 电磁制动 钢液流动 凝固及传热
2008/10/22
利用电磁流体力学(MHD)的基本理论及Bennon的连续介质模型,给出了方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的三维数学模型.磁场、流场和温度场的数值模拟表明,与钢液流场速度方向相反的电磁力是电磁制动的直接原因;感生电流主要集中在钢液入口处及其附近区域;电磁力能有效地改变方坯结晶器内的流场和温度场的分布,造成制动区域的下部呈现活塞流状态,降低了结晶器内高温钢液区域的温度梯度,提高了弯月面附近特别是上角部区...
电磁连铸复合式结晶器内钢液流场的数值模拟
连铸 复合式结晶器 钢液流场
2008/10/10
采用数值模拟方法分析了电磁连铸复合式结晶器内的流场.对静磁场磁感应强度不同时组合磁场下的流场进行了比较,在此基础上,分析了电磁连铸复合式结晶器的工作原理.分析结果表明:电磁连铸复合式结晶器不仅具有电磁制动和软接触两种功能,而且能够控制弯月面区域的速度,使其保持在合适的范围内.从而有效地防止了电磁制动结晶器在需要较大制动强度时对弯月面制动过死及软接触结晶器弯月面波动剧烈易引起卷渣的弊端.
流动控制结晶器内磁场和吹氩对夹杂物粒子群运动的影响
结晶器 夹杂物 吹氩 磁场
2008/9/3
利用数学模型求解包含电磁力项的Navier-Stokes 方程得到流场的速度分布,以流场为基础,建立夹杂物粒子群运动的计算模型.利用水模型实验检验单一球体运动轨迹的计算结果.没有磁场作用时,所有粒子分两组分别进入上下回旋区作螺旋线运动,部分粒子在回流区内作螺旋线运动后又进入水口射流区,然后再进入反向回流区.处于上部回流区的夹杂物具有去除的可能性.吹入氩气能增加夹杂物粒子进入上部回流区的机会,从而提...
方坯结晶器铜管三维温度场与热应力的分析
温度场 应力场 优化设计 连晶器
2008/3/13
在对小方坯结晶器钢管内热流传递理论的基础上，研究了钢坯及结晶器内温度的传递规律. 利用有限元法对结晶器钢管的温度场及热应力场进行了系统研究，并对不同拉速、冷却强及设计锥度的条件下铜管的温度场和热应力场进行了研究. 提出了预应力结晶器设计的理论基础，提高连铸机的拉速及改善铸坯的质量，为实际生产提供了一定的理论指导.