两种子母弹抛撒模型对跑道失效率的影响分析

建立了子母弹抛撒的椭圆散布模型及其模拟计算方法,比较了椭圆散布模型情形下几种不同打击方法对打击效果的影响,给出了打击方法使用建议。

大圆坯连铸二冷配水设计模型的开发

根据钢厂新建Φ600 mm圆坯连铸机的主要技术参数,建立柱坐标一维非稳态连铸坯凝固传热数学模型,运用有限差分法求解并编制相关程序,分析拉速、过热度、冷却强度对铸坯温度的影响,实现在给定水量下连铸坯温度场的计算。浇铸Φ500 mm轴承钢GCr15SiMn计算得出拉速每提高0.1 m/min,出结晶器处凝固坯壳厚度减薄约7.9 mm,凝固终点延长6.7 m。

大圆坯连铸用新型旋流水口的数值模拟

通过调整多侧孔水口侧孔射流方向来实现结晶器内钢流的旋转,并设计了一种易于加工、使用寿命长的多侧孔新型旋流水口。建立了圆坯结晶器内三维流动、传热数学模型,计算分析了直筒形水口和新型旋流水口条件下结晶器内的流场和温度场。结果表明:通过调整多孔水口侧孔射流方向可以实现结晶器内钢流的旋转,新型旋流水口能显著降低钢水的冲击深度,促进夹杂物上浮,使热中心上移,提高弯月面的温度。

马钢大圆坯连铸结晶器内钢水流动与凝固过程的数学模拟

建立了大圆坯连铸过程中结晶器内钢水流动、传热及凝固过程的数学模型,对马钢车轮轮箍钢连铸过程中钢水宏观凝固过程进行数值模拟分析,数值模拟的结果与射钉试验和铸坯表面温度测定的结果很相近,说明该模型具有很高的可靠性与准确性,对连铸工艺有很大的指导作用。

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了Φ400mm大断面圆坯连铸凝固传热的数学模型。应用该模型计算了过热度、拉速以及冷却强度等因素对铸坯温度、坯壳厚度、凝固终点的影响,为现场生产确定了合理的二冷工艺参数。生产实践证明,当生产Φ400mm铸坯的拉速达到0.4～0.6m/min时,自动控制的二次冷却制度满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。

圆锭电磁铸造的磁场强度分布特性建模仿真

磁场强度分布特性建模直接影响了铸造的成败,并且在电力领域的研究中具有重要意义。针对当前建模结果与实际情况吻合度低的问题,提出基于圆锭电磁铸造的磁场强度分布特性建模。分析磁场的边界条件,计算磁场的电阻、互感和自感,获得磁场强度分布特性的控制方程。在此基础上,根据高斯定理和安培环路定理分析磁场的磁介和磁化电流,利用磁场电流等条件计算磁导率,磁导率会随着磁介的变化而变化,磁性介质中包括大量的磁感应线,磁性介质外还存在少量的磁通量,磁感应线的突出情况由磁导率来决定,通过分析铁芯环路总长、铁芯长度、空隙长度、螺线管缠绕在铁芯环上的匝数等条件之间关系,来计算磁场中磁路所对应的磁阻,获取磁场中磁路对应的横截面积,最终完成对磁场强度分布特性模型的构建。实验结果表明,提出模型的建模结果与实际情况的吻合度较高,验证了提出模型的有效性,并且通过测试磁场电流对磁场强度的影响,进一步证明了提出模型的正确性。

37Mn5钢Φ210mm圆坯连铸凝固影响因素的数学模拟分析

通过ANSYS软件建立了37Mn5钢Ф0mm圆坯连铸的传热模型，研究了在铸坯传热过程中铸机拉速1．3～1．5m／min，钢水过热度15°-60°，二冷比水量0．58—0．78L／kg对铸坯表面温度、凝固坯壳厚度和凝固终点位置的影响。结果表明，控制稳定的较低拉速、低过热度、较弱二冷比水量可有效地避免37Mn5钢中210mm铸坯裂纹的形成，提高铸坯的冶金质量。

20钢连铸圆坯生产结构管的性能研究

对连铸圆坯在 ２５０ｍｍ机组上生产结构管的性能进行了分析研究，给出了力学性能与化学成份间的数学模型、各元素对性能影响的主次因素排列顺序及目前用连铸圆坯生产结构管能达到的性能指标。

GCr15SiMn钢超大圆坯凝固过程传热研究

基于非稳态凝固传热模型,使用一种商业有限元软件ANSYS,对GCr15SiMn轴承钢超大圆坯整个连铸过程进行数值模拟研究,连铸工艺参数包括拉速、过热度、比水量和二冷区长度。结果表明,圆坯表面温度与液芯长度等计算数据与现场数据吻合良好,且现场连铸工艺参数改变时对大尺寸铸坯影响较大。

圆坯鼓肚变形研究

建立了圆坯鼓肚变形的微条数学模型 ,并以此模型为基础推导出计算鼓肚变形的公式。

连铸圆坯冷却速率和夹杂物尺寸关系的研究

冷却速率和夹杂物大小存在一定的关系。以20#钢为研究对象,通过铸坯凝固传热机理的分析,建立Φ220 mm圆坯断面的凝固传热模型,测定铸坯表面温度,验证了模型的准确性。利用该模型计算铸坯半径方向不同位置的冷却速率,对2个断面在现场取低倍试样,在半径方向的不同位置取金相试样,利用光学显微镜统计夹杂物的尺寸和数量,发现铸坯越靠近表面冷却速率越快,夹杂物离铸坯表面越近尺寸越小。