基于工程教育认证的冶金工程设计课程教学改革

以冶金工程设计课程为切入点,根据冶金工程专业工程教育认证毕业要求指标点的要求,分析教学过程中存在的问题,从优化教学大纲、加强质量监控和改革考核方式等方面进行教学改革与实践,达到了工程教育认证的教学要求。     

120t钢包底吹氩混匀过程的数值模拟研究

以某钢厂120 t单孔底吹氩钢包为研究对象,利用ANSYS-FLUENT软件对不同吹氩条件下钢包内钢液的流场进行数值模拟,并预测混匀时间。结果表明,吹孔位置位于1/2R处,氩气流量为100 L/min时,钢液的混匀时间最短,钢包内钢液的搅拌效果最好。     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌三维电磁场与流场的数值模拟

建立了描述大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的电磁场和流场三维数学模型,并分别用有限元、有限体积法进行数值求解,对电磁场计算结果进行了实测检验.结果表明,电磁力在水平面上呈周向分布,铸坯边缘上的切向电磁力在搅拌器中心横截面上最大,在结晶器出口处有一峰值.钢液在横截面内旋转流动,而在纵截面内形成4个旋涡.在铸坯内,从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,使流股侵入深度变浅,同时使流股向四周发散,从而有利于传热.励磁电流强度与频率对电磁力和流场均有影响.     

360mm×450mm方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

根据麦克斯韦电磁理论,建立了360mm×450mm方坯连铸结晶器电磁旋转搅拌的数学模型,分析了结晶器内电磁场、电磁力的分布特征以及电流（300～700A）、搅拌频率（2．0～3．0Hz）对电磁场和电磁力的影响。结果表明,旋转磁场在结晶器搅拌区域内产生电磁力,使钢液在水平方向形成旋转流动;磁感应强度与搅拌电流成线性关系,在低频率搅拌条件下频率对电磁搅拌强度的影响较小。     

大圆坯连铸凝固传热过程的数值模拟

以Φ600 mm大圆坯连铸为研究对象,建立了描述连铸大圆坯凝固传热的柱坐标一维瞬态传热数学模型,计算了连铸坯的温度场,并分析了拉速、过热度和钢种对铸坯表面温度和凝固进程的影响.分析结果表明拉速对凝固终点位置影响明显,拉速每提高0.05 m/mm,凝固终点后移约3.87m.其计算结果与实际生产的实测数据吻合良好.     

连铸异型坯质量缺陷的形成机理与应对措施

文中总结了异型坯连铸主要缺陷的形成机理与应对措施.就腹板纵裂纹、圆角处裂纹和表面夹渣方面分析了表面缺陷产生的原因;以中心裂纹、翼缘顶端角部裂纹和气泡的特征说明了内部缺陷的发生机理.对于表面质量缺陷,主要是对钢水成分、冷却方式、保护渣性能等进行优化;对于内部质量缺陷,主要通过调整钢水过热度、拉速、浸入式水口位置等方案进行改良.最后,阐明了异型坯连铸过程需要重点关注的事项.     

特厚板坯连铸机基本半径确定方法的探讨

重点介绍了直弧形特厚板坯连铸机基本圆弧半径的选择思路,给出了直弧形特厚板坯连铸机基本圆弧半径确定的方法,即在经验公式的基础上,综合考虑在不同基本圆弧半径下的总变形率、浇铸区的鼓肚变形率、出坯辊面标高、是否凝固矫直等因素来确定。本方法应用于新余特厚板坯连铸机设计中,在生产实践中取得较好的效果,目前连铸机生产稳定,铸坯质量良好。     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

工艺条件对铜电解精炼过程直流电耗的影响

采用单因素试验研究了电解液温度(40-70℃)、电流密度(200-320A/m~2)、H_2SO_4浓度(110-230g/L)、Cu~(2+)浓度(25-65g/L)、极间距(20-35mm)等工艺条件对铜电解精炼过程直流电耗的影响规律。结果表明,随着电流密度和极间距的增大,直流电耗显著升高,随电解液温度和硫酸浓度的增加而显著降低;随着电解液中铜离子浓度的增大,直流电耗先急剧降低,然后趋于平稳,在55g/L时电耗最小。