板坯连铸结晶器铜板温度场的数值仿真

针对 14 0 0mm× 170mm板坯连铸机结晶器铜板的结构优化改造 ,基于控制容积的有限差分方法对改造前后两种铜板结构参数和深入式水口结构参数条件下结晶器铜板的三维稳态温度场进行了数值仿真研究。由仿真得出的结果表明 ,结晶器宽面铜板经优化改造后 (螺栓间距由 16 0mm改成 135mm、冷却水槽由 6 3条改为 5 5条 )传热效果明显增强 :在拉速为 1.4m min时弯月面附近区域改造后结晶器内弧和外弧宽面热面铜板最高温度值分别比改造前结晶器降低了 15℃和 16℃。     

板坯连铸结晶器铜板冷却水槽结构优化

针对板坯连铸结晶器铜板冷却水槽的结构优化,将三维传热模型应用于结晶器铜板导热过程,并采用有限元方法进行了模拟,计算并比较了水槽结构优化前后结晶器宽面铜板热面温度分布情况.结果表明:水槽结构优化后铜板螺栓处温度较优化前降低6℃,弯月面处温度降低10℃;优化前和优化后铜板在螺栓处和弯月面处的温度波动幅度分别为3、1. 5℃和8、2℃,水槽结构优化后铜板传热能力和冷却均匀性有明显提高.     

薄板坯连铸结晶器铜板热/力行为

基于国内某钢厂CSP漏斗结晶器铜板结构,建立了考虑铜板水槽冷却水流动的薄板坯结晶器铜板三维热/力耦合计算模型,研究分析了典型连铸工艺下结晶器铜板水槽内冷却水的传热特点和铜板温度场与热应力场分布规律,并探讨了冷却水流速及铜板厚度对铜板热/力行为的影响。结果表明,铜板宽面热面与窄面热面最高温度均位于弯月面下约15 mm处,分别达436.5、379.2 ℃。宽面和窄面铜板的最大热应力均位于弯月面下方约25 mm处,分别达876.7、867.8 MPa。宽面铜板的热应力总体比窄面高且分布更为不均匀,螺栓处热面的热应力整体低于其两侧水槽处热面的热应力。增加冷却水流速、减小铜板厚度可减小铜板热面温度与热应力。将螺栓处冷却水缝延长到距结晶器下口30 mm处,可显著改善宽面铜板中下部横向温度分布的均匀性,使其热面横向最大温差减少约19.6 ℃。     

结晶器铜板防热裂技术措施

随着板坯连铸机产能不断提高,济钢第三炼钢厂结晶器铜板所承受的热负荷不断增加,热裂问题日益严重,裂纹深度大多在6～8 mm。通过将结晶器铜板镀层厚度采用阶梯分布形式,优化铜板母材导热性能,铜板弯月面加开X型冷却水槽,浸入式水口改用4孔水口,裂纹深度均控制在2 mm以下,铜板单次过钢量由2.2万t提高到6万t。     

马钢CSP工艺漏斗型结晶器铜板温度检测及传热分析

为了获得求解薄板坯流动、传热凝固模型的合理热流边界条件,并为揭示结晶器铜板及铸坯裂纹的形成机理提供参考依据,应用马钢薄板坯连铸机中结晶器温度监测软件在线采集了不同工况和不同时刻的铜板温度,分析了结晶器铜板温度的变化规律;在此基础上,结合实际冷却参数和铜板实测温度,计算了在不同拉速下浇注断面分别为1 275 mm×70 mm和1 525 mm×70 mm的SPHC钢种时的结晶器热流场。结果表明,相同条件下结晶器铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,它们在结晶器纵向上呈逐渐下降趋势,而在横向上也存在明显的波动,靠近弯月面时这种波动尤为剧烈;采用相同水口和结晶器浇注宽度分别为1 275 mm和1 525 mm的铸坯时,结晶器铜板温度和热流密度在宽度方向上的分布总体上分别呈现为M和W形状,即铜板温度及热流密度的最高值分别位于铜板宽度方向的1/4处和中心线部位;拉速为4.5 m/min时,结晶器铜板最大热流密度可达到4.6MW/m2。     

结晶器铜板冷却结构的优化设计

应用数值模拟的方法，采用有限元仿真软件对某钢厂现行使用的结晶器铜板的温度场进行模拟。并在此基础上，针对结晶器铜板的结构参数，制定了两种优化路径：增加水缝数目和增加水缝深度。分析结果显示，结晶器铜板两螺栓间的水缝数目增加虽然加强了铜板的冷却能力，但不利于铜板热面温度的均匀分布；而经过水缝深度的调整获得了优化的结果。     

电脑散热片换热过程数值模拟分析

研究的对象是直板式铝散热片,通过改变散热片的结构参数(齿厚、齿高、齿间距和底板厚度),以Ansys软件为载体,将所作模型图导入Ansys软件中进行模拟,得出测试点温度.基于正交试验分析,得出结果:散热片的齿厚和齿间距对其散热效果影响最大,其次是齿高,底板厚度次之;其他参数不变时,齿厚在0.5~1.5 mm内,随着齿厚的增加,散热效果增强,齿厚超过1.5 mm,散热效果则减弱;齿间距在1~1.5 mm内,随着齿间距的增加,散热效果增强,齿间距超过1.5 mm,散热效果则减弱;随着齿高的增加,散热效果呈现增强趋势;底板厚度在2~3 mm内,随着厚度的增加散热效果增强,当厚度超过3 mm时,散热效果呈下降趋势.     

结晶器铜板温度及变形场的有限元分析

以具有不同冷却水槽的连铸结晶器铜板为研究对象,运用有限元软件ABAQUS对不同拉速下连铸结晶器稳态温度分布及热变形场进行了分析.计算结果表明:结晶器铜板冷却水槽结构的合理设计可有效降低其最高温度并改善温度和热变形分布,从而提高生产率、产品质量和结晶器寿命,亦可为结晶器铜板水槽结构的优化提供理论依据.     

基于电热场耦合条件下稀土电解槽电极结构优化模拟

以3kA钕电解槽为研究模型,考虑到电热场在电解过程中的相互影响,运用COMSOL有限元模拟软件建立了的电热耦合模型,并对不同配比的电极插入深度、极间距进行仿真模拟。结果表明,在一定槽电压下,电极插入深度与极间距之间存在配比关系,配比关系影响电流和温度分布。电热场耦合后,在4.2V槽电压下,电极插入深度为220 mm、极间距75 mm时的电流效率较高,电解过程更加稳定。     

1 500 mm x230 mm板坯结晶器液面波动与卷渣行为水力学模型试验和应用

基于相似理论,以钢厂1 500 mmx230 mm板坯结晶器为原型建立1 ：2的结晶器水力学模型。结果 表明,吹气量一定时,水口中心处到窄边的液面波动先增大后减小,吹气量大于0. 8 lymin时,开始发生卷渣现象, 并且结晶器内的气泡数量变多。浸人深度的增加使液面波动减弱,浸入深度在65 - 95 mm时对卷渣影响的效果不 显著;拉速增加使流股的冲击深度增大,拉速大于LI m/min时有大渣滴被卷入;当结晶器的拉速为1.0 ~ 1.1 m/min, 吹气量为0.6~0.8 I/min,浸入深度为75 - 85 mm时较合理。C45E钢生产实践表明,当拉速由0.9-1.2 m/min调整 至1.0 ~ 1.1 m/min,浸入深度由130 ~ 190 mm改进为150 ~ 170 mm时,铸坯缺陷率由6%降至1.9%。     

连铸管式结晶器变形的数值仿真与优化

为了减小管式结晶器铜板变形,提高铸坯质量,建立钢液-铜管-冷却水的三维流动传热模型以及铜管应变模型,研究管式结晶器传热和形变特征,提出铜管优化方案.研究结果表明,铜管热面最高温度为500 K,最低温度为320 K,铜管角部60 mm区域的冷却水温度最低;铜管角部的变形量最大,角部和窄面中心向水缝侧变形,铜管宽面中心向钢...     

高强度钢构螺栓连接副紧固轴力波动问题分析

针对ML20MnTiB生产的10.9级扭剪型钢构螺栓紧固轴力标准偏差大的问题进行了试验分析,通过进行螺母的磷皂化试验和螺栓热处理试验,表明螺母表面润滑状态、螺栓热处理工艺都影响紧固轴力检验结果,但不是造成紧固轴力标准偏差大的主要原因。通过更换新的车刀,将螺栓尾部凹槽位置螺栓直径由13.9减小为13.6 mm,凹槽底部曲率半径由0.17增大为0.5 mm,使紧固轴力平均值由176降低为167 kN,同时标准偏差由17.4降低为15.5以下,解决了紧固轴力标准偏差大的问题。     

薄板坯连铸结晶器锥度设计技术研究及应用

以提高结晶器使用寿命和铸坯表面质量为目标,通过建立漏斗区自有锥度、结晶器总锥度和结晶器局部锥度的计算模型,研究了漏斗区的宽度和深度、窄边铜板偏移量以及磨损对结晶器锥度沿高度方向分布的影响,提出了漏斗区自有锥度和局部锥度沿高度方向分布应与铸坯的凝固收缩相匹配的设计理念,对薄板坯连铸结晶器宽面铜板内腔形状及窄边锥度调控工艺进行了优化设计,为结晶器操作工艺及管理制度的优化提供了理论依据。基于上述研究工作,研发了适合于FTSC工艺的新型结晶器,进行了大量的工业生产试验。结果表明:在浇注宽度为1 520mm的铸坯时,窄边附加偏移量可由12mm降低到7mm,窄边铜板的使用寿命得到了大幅度的提高,过钢量为2.25万t后,窄边铜板最大磨损量由5mm降低到2mm以下;新型结晶器有效控制了铸坯窄面凹陷和表面纵裂纹的发生。     

ASP连铸结晶器铜板热流和温度的研究

根据在线实测的铜板温度以及ASP(Angang Strip Production)板坯连铸机冷却参数,建立了ASP板坯结晶器(高1 000 mm,铸坯断口面170 mm×2 000 mm)铜板传热模型以计算结晶器热流密度的分布函数和得出结晶器热流密度与结晶器高度的关系式。结果表明,铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,结晶器内、外弧铜板宽度方向上中心和角部的热流波动分别约为400 kW/m²和200 kW/m²,其温度差分别约为30℃和20℃。     

Most Hydraulically Efficient Riprap-Lined Drainage Channels

Dimensions of the most hydraulically efficient trapezoidal and triangular drainage channels (that is, those with the smallest possible cross-section areas) whose banks are lined with loose rock riprap are found along with the stable stone diameter by solving a constrained nonlinear minimization problem. The problem statement is made dimensionless and less complicated by normalizing solution variables and combining parameters into two dimensionless quantities that describe the composite roughness of a channel and the stability of the rock lining. Normalized values of section bottom width, water depth, and rock diameter, along with the channel side-slope ratio, are found numerically. Results of the analysis are presented graphically and, when practical, in the form of empirical expressions. The solutions, which are comprehensive, give cross-section dimensions and the rock size needed to maintain a stable bank lining, greatly simplify design of hydraulically efficient riprap-lined open channels.     

镀锡基板线状缺陷控制

采用扫描电镜对镀锡基板表面线状缺陷进行了分析,结果发现,造成镀锡基板表面缺陷的主要原因为保护渣卷入和氧化铁皮残留。通过对镀锡基板生产工艺进行分析,得出：控制连铸过程铝损不大于0.0050%、液面波动控制在±2.5mm、控制板坯入炉温度不小于200℃,合理控制连浇炉数,增大拉矫破鳞机弯辊插入深度,可以大幅减少镀锡基板表面线状缺陷的产生。     

利用冷却板修复铜冷却壁技术分析

铜冷却壁水管损坏时热面温度急剧升高,加剧冷却壁烧损。此时往往采用冷却柱恢复冷却能力,冷却柱为“点”冷却,冷却面积小且不易造衬。而利用冷却板代替损坏部位的冷却壁,容易形成平滑操作炉型,有利于高炉顺行。建立冷却板棋盘式布局模型,从冷却板间距、尺寸、冷却水速等方面分析炉壳表面以及冷却壁冷、热面的冷却中心温度,结果表明当煤气温度1500℃时,冷却间距从200mm增大到600mm,炉壳外表面冷却中心温度增高约230℃;冷却板水速从1m/s升至3m/s,炉壳外表面冷却中心的温度降低50℃左右;并与冷却柱比较发现,冷却板冷却效果明显强于冷却柱。     

板坯连铸结晶器钢液流场的数值模拟

 运用Fluent软件,对断面150 mm×460 mm的板坯结晶器钢液流场进行了数值模拟,研究了不同水口侧孔面积和长宽比条件下流场的变化情况,并对倾角和插入深度等参数进行了优化。结果表明,长宽比一定时,面积比越大则液面最大速度越小,冲击深度和冲击压力也越小。面积比一定时,大的长宽比有利于减小液面最大速度、冲击压力以及流股对窄面的冲刷。确定了在不改变水口内径、底面形状和出口形状的前提下,适合该结晶器水口的侧孔断面为25 mm×40 mm,倾角为15°,插入深度为200 mm。