真空技术在高品质钢制备中的应用与发展

真空技术可显著降低钢中气体及夹杂物含量,在钢铁制造领域得到了广泛应用,目前已成为制备高品质纯净钢的主要手段。本文重点介绍了真空冶金净化的基本原理以及真空技术在高品质钢生产过程中的应用与发展。真空技术的应用显著提升了我国的钢铁冶金水平,目前高品质钢生产工艺已实现大型真空钢锭总氧含量(T.O)低于10 ppm、特殊钢连铸坯及自耗锭总氧含量不高于5 ppm的控制水平,满足了重点领域对高性能特殊钢的需求。

用电解铝液生产大规格8079铝合金扁锭的低液位铸造工艺

介绍了0.006 mm双零铝箔轧制用8079铝合金铸锭的质量要求,分析了大规格8079铝合金扁锭的熔铸难点,从炉料、电解铝液预处理、合金元素控制、熔炼与精炼、晶粒细化、在线除气、在线除渣以及铸造工艺参数确定等方面探讨了大规格8079铝合金扁锭熔铸工艺。熔铸生产结果和用户轧制结果表明,用低液位铸造工艺所生产的大规格8079铝合金扁锭的质量完全满足0.006mm双零铝箔的轧制要求。

电渣液态浇注空心钢锭的数值模拟

建立了电渣液态浇注空心钢锭体系三维准稳态数学模型,利用商业软件ANSYS与CFX进行顺序耦合求解,得到了电渣液态浇注空心钢锭过程的电场、磁场、温度场与流场.计算结果表明,由于采用了导电结晶器技术,渣池电位、焦耳热分布、磁场分布、流场分布与温度场分布等均有别于传统电渣重熔过程.渣池高温区位于外结晶器壁附近,远离渣金界面,最高温度为2 113 K.渣池流场存在两个漩涡,浮力为主要的驱动力,熔渣最大速度为0.068m.s-1.金属熔池呈浅平状,有利于提高空心钢锭的凝固质量.

电渣冶金技术的最新发展趋势

简要回顾了电渣重熔工业生产50年的发展历史,重点对近年来电渣冶金新技术进行了介绍和评价,包括快速电渣重熔,双极串联电渣连铸技术,特厚板坯电渣重熔,大型电渣重熔钢锭凝固偏析控制,可控气氛电渣炉和电渣液态浇铸技术。在新的发展阶段,电渣冶金技术向高效、节能、环保和满足更高质量方向发展。

短流程制备5182罐用大扁锭的工艺和组织研究

研究了用电解铝液直接熔铸高性能5182铸锭的制备工艺、组织和性能。结果表明：熔炼所用电解铝液比例控制在70％左右，其余部份使用重熔铝锭、中间合金、一二级相关舍金废料，装炉顺序为先固体料后电解铝液；采用无Na粉状除渣剂对铝熔体进行预处理，然后采用N2—10％Cl2混合气体在铝液中喷雾精炼；在线处理用Ar气＋DDF旋转除气，管式过滤＋陶瓷板双重过滤；采用上述优化工艺熔铸的大扁锭，其组织、性能和质量能得到保证，同时可获得尽可能大的经济效益和环境效益。

第二代电渣冶金技术与重大装备制造

2010年是我国电渣重熔技术工业化50周年.论述了电渣冶金技术的分类,发展历史的"分期",第二代电渣冶金技术特征.超大型电渣重熔锭及第二代液态金属浇注大型电渣锭与核电等重大装备制造业发展的关系.指出:中国在电渣重熔锭大型化发展方面,一直处于世界电渣强国地位.随着我国重大装备制造技术的迅速发展,特别是我国核电工业的迅速发展,大型锭电渣冶金技术将不断完善与发展,反过来它又必将促进我国在核电技术方面迅速赶上国际先进水平.

纳米陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备技术

介绍了纳米陶瓷颗粒增强金属基复合材料的常用制备技术。对固相烧结法和液态铸造法等工艺方法的机理、特点和现阶段开发程度,以及由这些制备工艺所开发的新材料的优异的微观组织和力学性能进行了全面分析,综合评价了各种工艺的优缺点。由于降低了基体金属对陶瓷颗粒的润湿性要求,高能球磨法成为国内外制备该种材料的主要方法之一。与高能球磨法相比,超声辅助液相铸造技术由于能使纳米颗粒在金属熔体中有良好的润湿性并均匀分布,且可以近净成型、制造成本低,因此也备受瞩目。最后,指出了现有制备方法中存在的问题及其进一步的发展趋势。

液态金属电池研究进展

液态金属电池是一类具备低成本长寿命潜力的大规模储能技术,在可再生能源并网、削峰填谷、调频辅助服务等领域具有广阔的应用前景,是面向未来的热点储能技术之一。基于现阶段规模储能对储能技术成本、寿命等方面的实际要求,结合液态金属电池的研究现状,重点介绍液态金属电池的基本性质,以成本和能量转换效率为基准优选关键材料体系,简述关键材料体系及器件研究水平,并根据液态金属电池研究中存在的问题,探讨并展望了液态金属电池的发展趋势。

定向凝固工艺下大尺寸DSM11铸件的显微组织

为了实现液态金属冷却法(LMC)的工程化应用,研究了传统高速凝固法(HRS)和液态金属冷却法两种定向凝固工艺下得到的大尺寸DSM11合金铸件的显微组织.结果表明,与HRS工艺相比,LMC工艺得到的大尺寸铸件组织更均匀,一次、二次枝晶间距小,三次枝晶不明显,共晶尺寸小、含量少,缩孔等缺陷少,枝晶干和枝晶间的γ′尺寸小、差别小,碳化物细小且分布均匀.此外,LMC工艺使合金元素微观偏析减小,抑制了块状η相析出倾向.

不同尺寸大规格铝合金扁锭同时铸造的工艺研究

使用wagstaff铸造机,试验研究不同尺寸大规格铝合金扁锭同时铸造的工艺。结果表明,采用铸造温度690℃~710℃,铸造速度25 mm/min^50 mm/min,结晶器中的液位高度65 mm,冷却水流量控制为13 m^3/h^80 m3/h,结晶器布设方式为中心对称,可以实现一次铸造厚度550 mm、宽度变化在1 910 mm^2 570 mm范围内的两块大规格铝合金扁锭。铸造出的扁锭表面无皱褶、裂纹、锭尾塌陷、通裂等缺陷。通过直读光谱分析化学成分、高低倍组织检查,发现其扁锭的组织、成分均匀,晶粒度细小,满足用户使用要求。

电磁铸造中液态金属速度场的研究

为进一步深入研究电磁铸造技术,对液态金属液的速度场进行了理论分析,并应用ANSYS软件完成了数值模拟,对速度场实现了有限元建模,以及力矢量图、速度矢量的有限元分析。结果表明,金属熔体经过一短暂的启动时间,金属熔体的速度和受力才会随时间的增大而增大,最后趋于平稳;熔体中某些地方产生了凝滞;电磁铸造可以忽略温度变化对熔体速度的影响。电磁凝固使得铸件的晶粒细化,晶粒尺寸均匀。

EB炉熔炼大规格钛扁锭凝固过程的数值模拟

基于MiLE算法对大规格钛扁锭凝固过程进行非稳态模拟,研究了大规格钛锭的横截面尺寸、浇注温度和拉锭速度对其固、液界面形貌、液相区深度以及过渡区长度变化旳影响。结果表明,当钛锭宽度为200mm时,钛锭长度从200mm增加到1 200mm时,熔池深度先增大而后维持在77mm,同时固相率随着钛锭长度的增大而逐渐降低;当钛锭的横断面面积不变时,固液界面深度随着钛锭宽度的增加而减小,固相率随着钛锭宽度的增大而逐渐增大。结晶器散热的有效距离是区分钛锭长度影响其固液界面形貌的临界值。此外,随着浇注温度和拉锭速度的提高,钛扁锭非稳态过渡区长度呈线性增加,并且相对于浇注温度,拉锭速度对非稳态过渡区长度的影响更为显著。

第二代大型锭电渣冶金技术的发展

论述了第二代大型锭电渣重熔与液态金属电渣浇注技术的特征。提出了发展第二代大型锭电渣冶金技术的几个研究重点。指出:当前发展第二代大型锭的电渣冶金技术对推动中国大型锭锻件的自主化和核电产业的发展具有重要意义。在进一步发展大型锭电渣重熔技术的同时,要特别重视第二代液态金属电渣浇注大型电渣锭技术的开发。