连铸方坯热送过程中的温度梯度

以唐钢棒材厂现有热装热送工艺中的连铸方坯为研究对象,考虑了带与不带保温罩两种热送条件,结合辐射和对流的复合边界条件,对铸坯在热送过程中的温度梯度的变化进行了计算机模拟与解析,所得结果与实测符合得较好.利用本研究定量给出的铸坯在热送过程中保温罩的保温效果及其断面上温度梯度的变化,对减少铸坯热送过程中的热损失、提高热装温度具有重要的参考价值.     

连铸方坯热送过程中的温度梯度

以唐钢棒材厂现有热装热送工艺中的连铸方坯为研究对象，考虑了带与不带保温罩两种热送条件，结合辐射和对流的复合边界条件，对铸坯在热送过程中的温度梯度的变化进行了计算机模拟与解析，所得结果与实测符合得较好。利用本研究定量给出的铸坯在热送过程中保温罩的保温效果及其断面上温度梯度的变化，对减少铸坯热送过程中的热损失、提高热装温度具有重要的参考价值。     

优化二冷制度实现宽板坯角部复热的研究

根据国内某厂宽板坯连铸工艺条件,利用二维非稳态传热模型及喷嘴冷却特性,分析不同因素对铸坯角部复热的影响规律.结果表明,铸坯断面宽度为1 800 mm时,喷嘴间距选为450mm,铸坯宽面表面温差小,有利于实现铸坯的角部复热;喷嘴间距一定,随二冷区比水量的减小及铸坯宽面外侧两喷嘴冷却水量的降低, 铸坯角部复热效果更好;较小的角部凝固坯壳厚度有利于减小内部高温钢液蓄含的热量向铸坯角部传递的阻力,改善角部复热效果.     

连铸方坯感应补热过程的有限元模拟

根据电磁感应理论及传热基本原理,利用ANSYS对连铸方坯的感应补热过程进行了多物理场耦合的有限元模拟;对铸坯断面上的温度梯度、磁场分布、铸坯在感应器内的吸收功率等进行了分析,所得结果与实测符合的较好,从而对"热送直轧"新工艺的开发与应用提供了重要参考依据.     

板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

连铸方坯感应补热过程的有限元模拟

根据电磁感应理论及传热基本原理，利用ANSYS对连铸方坯的感应补热过程进行了多物理场耦合的有限元模拟；对铸坯断面上的温度梯度、磁场分布、铸坯在感应器内的吸收功率等进行了分析，所得结果与实测符合的较好，从而对“热送直礼”新工艺的开发与应用提供了重要参考依据。     

连铸坯凝固过程温度模拟系统的开发和研究

建立了连铸板坯凝固过程温度场数学模型。模型中引入了连铸坯在结晶器中表面热流规律的修正方程。针对板坯形状规则的特点，采用有限差分法建立了数学模型。在MATLAB平台下对二冷区内板坯温度场进行分析模拟，以渐变色形式模拟显示了连铸板坯任意截面温度场的等值线、二维及三维可视化显示，显示结果直观。以某钢厂铸机参数及铸坯尺寸为实例进行了模拟分析。模拟结果表明：连铸坯各测量截面的温度与实际测量温度分布相符。该模拟系统为板坯连铸生产过程工艺参数设定与优化提供了理论依据及有效的分析手段，可应用于实际预测当中。     

Q345c连铸坯在热装热送中表面裂纹成因分析

应用有限元软件(ABAQUS)对Q345c连铸板坯单坯冷却过程温度场和应力场进行模拟,通过Gleeble 2000热模拟试验机研究Q345c钢连铸坯的高温热塑性,测得材料的高温热塑性曲线和高温抗拉极限曲线。研究结果表明:材料的脆性区在600~850℃之间,高温断裂强度随温度升高而降低,最大不超过160 MPa;板坯单独冷却在850~750℃之间,正处在材料的脆性区,模拟所得其表面拉应力,最大达到164 MPa,超过材料的高温抗拉强度;为避免过高的表面热应力产生热裂纹缺陷,连铸火焰切机至板坯加热炉之间,除应安装保温加热装置外,尽量缩短板坯的输送时间,必要时堆垛缓冷。     

连铸圆坯凝固传热行为与铸坯质量的控制

在连铸生产过程中,二次冷却在很大程度上影响着铸坯的传热状态,从而在铸坯凝固组织的形成过程中有着决定性的作用.连铸坯裂纹是制约其生产产量和质量的主要缺陷之一.通过对圆坯凝固传热的分析,探索影响铸坯裂纹发生的因素.从而从理论上避免裂纹的发生,保证连铸生产无缺陷铸坯.     

FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

建立FTSC薄板坯连铸结晶器内铸坯的凝固传热模型,对凝固传热方程进行了离散化,应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程。模拟结果与连铸实际过程基本一致为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。     

总括热吸收率的补偿辨识

总括热吸收率(CF)是连续加热炉L2级控制系统的重要参数.它既受炉子结构参数的影响，也受操作参数的影响，研究其补偿辨识尤为重要.提出基于炉温的一段式三元模型.取三元模型的任意一个模型段，以炉温和钢坯表面温度为输入条件，建立热电偶模型，并耦合求解热电偶及炉墙能量平衡方程，最终得到钢坯表面热流，进而对CF进行反向分析.分别考察了温度、钢坯规格及钢坯表面温度变化对CF的影响.结果表明，当炉温恒定时，CF随钢温的升高而减小，当钢温接近炉温时，CF变化率的绝对值迅速增大;而当钢温恒定时，CF随炉温的升高而增大.另外，CF随钢坯长度和宽度的增加而增大，随钢坯表面黑度的增加而增加.     

埋深对井巷温度场分布影响的研究

为解决深部开采带来的热害问题,基于地质学和热力学理论,建立了热害矿井巷道温度场的数学模型,并对其进行了数值模拟分析,初步研究了巷道内部温度场随埋深的变化规律。计算结果表明,巷道温度场对埋深敏感,温度场的变化符合由快到慢的变化规律,温度随埋深的增加而呈阶段性递增,这对于矿井热害的综合治理具有重要意义。     

考虑温泉影响的深埋长隧洞温度场研究

在富热地区修建埋深大、洞线长的隧道,往往由于其所处的特殊地质环境而遇到高地温问题.采用传统的热传导方法对温度进行预测,在遇到有地下水或局部基岩裂隙水时,由于不能考虑到水流活动对温度场的影响,会得到与实际相差很大的结果.针对齐热哈塔尔水电站引水隧道开挖过程中出现较严重的热害问题,依据热传导-对流模型,采用Z-SOIL.PC 2010软件对隧洞温度场进行数值分析,研究了隧址区发育的泉水对温度异常的影响.温泉对隧道洞线方向一定范围内温度分布有较大的影响,同时随着垂向深度增加,这种影响逐渐减弱,进而对隧址区温度场进行了区域划分,为同类隧道热害预防和处理提供一定参考.     

水电站无压尾水洞引风热湿交换的预测模型

在水-空气热湿交换理论基础上,通过分析无压尾水洞引风热湿交换过程的特点,建立了无压尾水洞内空气与尾水、空气与洞壁之间的热湿交换集总参数模型,得出了无压尾水洞内沿程空气参数的解析解,并应用模型试验与现场测试对预测模型进行了验证.同时应用该模型对无压尾水洞引风参数进行了预测分析.这些结果为水电站无压尾水洞引风系统的应用提供了理论基础与设计依据.     

水电站无压尾水洞引风有效作用长度

为研究无压尾水洞对引入空气的热湿处理能力,在尾水洞引风热湿交换过程简化模型基础上,建立了基于全热交换效率的引风有效作用长度计算模型,分析了尾水洞断面尺寸、引风入口参数、尾水温度、尾水及空气流速等因素对引风有效作用长度的影响,得出了无压尾水洞引风有效作用长度的变化规律.研究结果表明:尾水洞宽度、入口空气参数及尾水流速对引风有效作用长度的影响较大,而尾水温度对其影响较小.     

竖井工法开挖深基坑对下卧既有隧道上浮的控制

基坑开挖会导致下卧隧道产生明显上浮,采用竖井工法开挖基坑可有效的控制下卧隧道的上浮。以深圳地铁11号线区间某深基坑为例,采用考虑小应变刚度特性的硬化土模型,建立隧道与基坑共同作用的三维有限元模型,对比不同控制措施对隧道的保护效果,并研究竖井开挖基坑过程中下卧隧道的上浮规律。结果表明:竖井工法开挖基坑可以较好的控制隧道上浮,开挖过程中隧道的上浮值与卸载率呈现线性关系;坑底加固对抑制基坑底部土体上浮有较明显的效果;在开挖深度较低情况下,隧道上浮与开挖深度呈线性关系,随着开挖深度增加开始向非线性关系转化;若竖井工法开挖不能满足控制要求,可考虑增加坑底加固方式控制下卧隧道上浮。     

板坯连铸结晶器温度场的计算机仿真

提出一种计算结晶器内温度场的方法，方法的核心思想是基于结晶器中的温度分布和凝固壳的厚度分布是一个稳态的过程，从而得到流场和温度场稳态下的耦合模型，同时利用有效热容的概念来处理相变潜热源项，在程序编制过程中利用动态更新来实现凝固对物理量的影响。模型求解结果与漏钢试得到的凝固壳厚度进行了对比分析，从而证实了方法的正确性和实用性，还研究了板坯结晶器凝固壳厚度分布。     

热害矿井气流与围岩热交换的数值模拟

为了研究热害矿井中的气流与围岩热交换问题,基于热力学理论建立了气流与围岩热交换的数学模型,并采用METLAB对数学模型进行求解。计算和实验对比结果表明,在通常情况下闹岩中温度场和温度矢量的分布是对称的,气流速度会明显影响温度的分布．但不会改变温度场的对称分布状态。巷道的温度会随着气流速度的增加而降低,但并没有急剧减小,因此风速的确定应与矿井通风相结合。     

不锈钢板坯凝固传热数学模型

研制了不锈钢板坯连铸凝固传热数学模型,用以预报连铸各参数的冶金效果,如铸坯的温度场、液芯长度、凝固坯壳的厚度等,模型具有多功能性。经生产应用验证,模型具有实用性。