不同进电方式与槽膛内形的铝电解槽内流场的数值模拟

采用k-ε双方程模型封闭的Navier-stokes方程描述铝电解槽内熔体的湍流流动。对于200kA、160kA与80kA三种不同进电方式的铝电解槽以及具有不同槽膛内形的160kA槽，在磁场、热场解析的基础上，计算出相应工况下动量方程中的源项，即洛仑兹力，并对稳定状态下熔体的三维流场进行了数值计算。计算结果表明，在模拟工况条件下，铝液流动在200kA槽内呈现出四个旋涡，在160kA与80kA槽内呈现出两个旋涡；不同的进电方式与槽膛内形对熔体的运动方式均有显著影响。     

一个新的磁流体稳定性评估方法及其应用

通过利用参数化程序设计语言APDL并加入自定义的程序代码,采用磁标量位法、k-ε两方程湍流模型以及数理统计相结合的方法分别计算了大型铝电解槽在不同立柱进电比母线配置下的电磁流场与波动界面以及电磁力场的方差分析,提出了一个新的磁流体稳定性分析方法,并应用于500kA大型铝电解槽的母线配置研究。研究结果表明自定义的磁流体稳定性评价指标能有效反映多物理场分布的优劣,对基于磁流体稳定性的大型槽母线配置的数值研究是简便易行的,能够有效用于铝电解槽生产和设计的物理场仿真计算分析。     

铝电解槽侧部槽壳散热三维仿真模型研究

以商业软件ANSYS为平台，建立了240kA预焙阳极铝电解槽槽壳热场的三维仿真模型，对其侧部散热进行了数值计算，并将计算结果与实测值进行比较，验证了模型的可靠性，得出了侧部槽壳散热的分布规律。充分考虑了槽壳结构对散热的影响，利用ANSYS辐射单元准确求解出各辐射换热面之间的角系数，使计算模型更加合理，为准确计算和分析铝电解槽侧部槽壳散热提供了一种可靠的方法和手段。     

160KA中间下料四点进电预焙槽的电流效率

根据“三场”和计算,提出160kA电解槽的四点进电和缩短阴极碳块长度的设计方案。经加铜测定,四点进电且缩短阴极碳块槽比只缩短阴极碳块槽的电流效率约高1％左右,比同系列其它槽约高4.5％。给出了电流效率与阳极气体中CO_2含量的关系式,并试验得出电流效率与主要工艺参数关系的数学模型。     

82KA预焙铝电解槽三维磁场数值计算

应用等效磁偶极子法对预焙铝电解槽的磁场进行了三维数值计算 ,与实测值比较 ,表明计算结果较为准确 ,可以满足铝电解槽母线设计时的磁场仿真计算的要求。应用自编软件对某厂 82kA预焙槽的磁场分布进行了计算分析 ,表明由自焙槽改预焙槽时 ,采用第三点补偿母线的方式是可取的。     

电流再强化对180kA系列铝电解槽物理场的影响

铝电解槽电流强化技术对挖掘现有设备产能、提高企业经济效益具有重要的现实意义。根据中国铝业股份有限公司青海分公司160kA系列双端进电预焙阳极铝电解槽电流再强化试验情况,选择二台试验槽和一台对比槽进行了电压平衡、能量平衡、铝液磁场和流速场综合测试,并对测试结果进行了分析和讨论;对电流再强化后出现的问题进行了讨论,并提出了相应的解决方案,得出了该槽型能够强化到190kA电流下稳定生产的结论。     

铝电解槽热电场的有限元分析

运用大型有限元分析软件ANSYS中附带的APDL模块解决铝电解槽热非线性和炉帮形状的循环计算问题,充分考虑电解质发生相变时产生的潜热,建立了热电场数学模型,开发了准三维热电耦合模型.选择普通炭块和碳化硅作为侧部保温材料两种情况,对我国300 kA侧部五点进电预焙铝电解槽进行了热电耦合分析,绘出了热场等温线图.结果表明,300 kA侧部五点进电预焙电解槽的阴极和侧部炭块的设计是合理的.     

大型铝电解槽母线配置的计算机仿真

母线配置对于铝电解槽的电磁场与MHD(磁流体动力学)稳定性有着非常大的影响,在设计新的较大电流强度的铝电解槽时尤其重要,本研究通过运用商业软件ANSYS并结合自定义程序,对于各种不同母线配置参数下的500kA铝电解槽物理场进行了大量的仿真模拟,重点研究了母线的配置参数如立柱进电比,立柱连接的阴极棒数,大面阴极母线垂直位置,端头母线垂直位置,列槽间距,邻槽数目以及槽底补偿电流配比等,同时结合自定义的稳定性评估函数展开了计算分析与讨论。     

预焙槽的三维电热场仿真

利用有限元软件ANSYS建立了预焙槽的三维电热场模型。针对某厂240kA电解槽进行了三维电热场耦合分析,并将模型计算结果和测试结果进行了对比。本文介绍了该模型的特点,以及如何利用该模型对电解槽进行优化设计。     

铝电解槽电热场1/4槽模型有限元解析方法及应用

借助ANSYS有限元分析软件,建立了铝电解槽1/4槽有限元解析模型,对其电、热场进行耦合计算,并以某厂156kA预焙阳极铝电解槽为研究对象,根据实测的电解槽运行数据对模型进行了检验,结果表明:本文所建立的1/4槽有限元解析模型的计算结果与实测值吻合较好(电压降偏差在30mV以内,炉帮特征尺寸偏差在2cm以内,槽壳表面温度偏差10℃以内),能较真实地反应铝电解槽内的电、热场的三维分布状况,可为铝电解槽的优化设计提供准确、快速且经济、可靠的研究手段。     

Ag-Sn-In合金粉末的氧化参数研究

采用雾化法制备Ag-Sn(9.7-χ/10)-In(χ=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金粉末。Ag-Sn-In合金粉末在空气中进行内氧化。实验结果表明，χ=0.5的样品的氧化率始终低于χ=0的样品的，说明微量添加In未促进氧化率的提高，相反抑制了其氧化过程；χ=（1.0,1.5,2.0）的样品氧化率的变化奇异：在温度低于700时，它们的氧化率高于χ=0，当温度和保温时间达到一定参数时，χ=0的氧化率变得更好。这说明在低温氧化时，添加In（1.0≤χ≤2.0）有利于氧化进行，而高温长时间氧化时，添加添加剂In作用不大，甚至会降低氧化率。通过全面试验探究出各样品均能取得较优氧化率的合理氧化温度参数为750℃。     

化学镀Ni—P—B合金的工艺

研究了以次亚磷酸钠和硼氢化钾为还原剂的化学镀 Ni-P-B 溶液。讨论了镀液组成和工艺对沉积速度的影响.提出获得良好 Ni-P-B 合金镀层的最佳镀液组成和操作条件。结果表明:Ni-P-B 镀层的耐磨性比 Ni-P-B 镀层均好。     

加速冷却对X70钢热影响区组织与韧性的影响

根据加速冷却对TMCP钢组织与性能的影响，提出在X70管线钢焊接过程中以加速冷却方式改善热影响区韧性的方法．热模拟及实际焊接接头实验结果表明：适当提高冷速后，热影响区贝氏体基体中高碳高硬度的M—A组元明显减少，并被韧性的残余奥氏体薄膜所取代；而在喷水冷却的高冷速下得到了粗大贝氏体束组织，韧性反而没有改善．选择适当的冷却速度，使热影响区获得韧性良好的中温转变组织，是提高管线钢热影响区韧性的简单而有效的途径．     

偏晶合金液-液相变过程模拟

建立了能描述在弥散相液滴形核、扩散长大、碰撞凝并及两液相空间分离等因素共同作用下，偏晶合金液-液相变过程中组织演变过程的数学模型。将计算的温度场和浓度场与控制凝固组织演变的动力学方程相耦合，模拟研究了单向冷却条件下Al-Pb合金液-液相变过程中的组织演变过程。结果表明，随着冷却的进行，液-液相变区不断由试样底部向试样顶部推进，直至贯穿整个试样。由于在凝固过程中弥散相液滴进行Marangoni迁移和Stokes运动，试样中的某些部位会出现液滴贫化、过饱和度增加和多次形核现象。     

拦焦车台车辊道的改造设计与实践

针对承钢焦化厂4.3m拦焦车台车辊道运行中存在问题,通过分析与研究,提出了切合实际的改造方案,改造后运行状况良好,延长了设备检修周期。     

磷对Ni3Al凝固组织的影响

磷(P)在Ni3Al中的溶解度很低，凝固过程中向剩余液体中偏聚，最终在晶界上析出富P相，凝固后期。P在剩余液体中的偏聚程度升高，降低形核率，抑制试样心部等轴晶的形成，促使试样外缘晶粒向心部延伸生长，增加柱状晶长度。P降低合金终凝温度，增如糊状区长度，阻碍液相补缩，增加形成疏松的倾向。P产生上述作用的根本原因是其降低固、液两相体积自由能差和原子跃迁穿过液／固界面的激活能。     

800 MPa级低合金钢焊接热影响区韧性的研究

利用Gkeble-1500热模拟机对弛豫-析出-控制相变(RPC)得到的低合金钢进行不同焊接工艺下的热模拟实验，研究了激光焊接条件下热影响区粗晶区(CGHAz)组织、韧性及其变化规律．结果表明，CGHAz组织为粒状贝氏体；CGHAZ韧性随800-500℃冷却时间￡8／5的增大先增大然后减小，当t8／5为3—8s时，-40℃ CGHAZ冲击吸收功远高于母材的冲击吸收功，表明在合适的激光焊接条件下，激光焊接CGHAZ可获得很好低温韧性．考虑马氏体-奥氏体(M—A)组元平均宽度、总量、分布、形态对粒状贝氏体韧性的综合影响，提出了M—A组元韧性参数的概念，并利用M—A组元韧性参数阐述了CGHAZ韧性随t8／5的变化规律．     

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢晶粒细化研究

在获得无碳化物贝氏体/马氏体复相钢奥氏体晶界侵蚀方法的基础上,利用电致加热循环淬火方法对无碳化物贝氏体/马氏体复相钢进行组织超细化处理,研究了奥氏体化温度、加热速率、循环次数和保温时间对钢的组织和原奥氏体晶粒的影响。实验结果表明:以100℃/s的加热速度加热到910~920℃淬火,循环3次,前两次淬火不保温,最后一次保温30 s,可得到平均晶粒度为3.2μm,超高周疲劳性能优异的超细化无碳化物贝氏体/马氏体复相钢。     

热加工工艺对GH4586合金微观组织的影响

在MTS热模拟实验机上采用热压缩实验的方法研究了在温度为950—1150℃、应变速率为0．001—1s^-1。的实验条件范围内,GH4586合金高温塑性变形过程中变形温度、应变速率及变形量等工艺参数对流变应力和微观组织的影响．结果表明,流变应力随着变形温度的降低和应变速率的提高而迅速增大．提高变形温度能够有效的促进动态再结晶过程,在1100℃以上变形时,在30％的工程应变量下即能够获得完全再结晶的锻态组织;当变形温度低于1050℃时,工程应变超过60％仍未观察到动态再结晶．在变形量与热处理制度一定的条件下,材料热处理后的晶粒度随变形温度的升高而增大．有效控制材料的变形温度是获得良好热加工塑性、降低变形抗力和获得均匀微观组织的关键措施．     

氢对不锈钢纳米压痕蠕变的影响

用纳米力学探针研究了氢对316不锈钢单晶纳米压痕蠕变的影响.结果表明,当可扩散氢浓度(Co≥9.7×10-6后,原 子氢能使室温饱和蠕变位移升高近一倍.室温除气后,其蠕变曲线和充氢前的曲线基本一致.这种可逆性表明,氢促进蠕变是由扩 散氢引起的.当Co≥50.4×10-6后,在室温时效过程中会形成α'马氏体和微裂纹,α'马氏体的饱和蠕变量比奥氏体要小.当 Co=174.4×10-6时,充氢过程中就出现α'马氏体, γ +α'复相组织的氢致蠕变位移升高明显比单相γ要小.