邯邢地区磁精矿造球的实验和机理

 以邯邢磁铁矿精粉为原料,基于现场造球工业实验,考察了不同膨润土配比量、造球水分以及润磨时间等对邯邢磁精矿生球性能的影响规律,得出三者分别为2.0%、8.5%～9.0%和6 min的最佳工艺参数;此外,采用实验室预热氧化和焙烧实验,研究了不同预热氧化温度和时间、焙烧温度和时间对邯邢磁铁矿粉固结性能的影响,并利用光学显微镜分析了预热氧化和焙烧中球团显微结构的变化情况和固结机理。实验结果显示,邯邢磁精矿球团适宜氧化温度和时间分别为880～920 ℃和20 min,适宜焙烧温度和时间分别为1 250 ℃和20 min。     

铸坯表面划伤在圆钢轧制过程中的演变研究

本文对方坯轧制圆钢过程中铸坯表面划伤演变规律进行了工业试验研究。首先统计了某钢厂常见的铸坯划伤类型,然后选取特征划伤铸坯进行轧制跟踪,最后对相应的圆钢进行酸洗和测量。结果表明：铸坯表面深度较浅的划伤经轧制后不会导致圆钢的表面缺陷;较深的划伤则会在圆钢表面形成三角口型的直线型裂纹,该类裂纹深度最大可达1.9 mm,呈间断性地分布在整个圆钢上,裂纹处的金相检测发现裂纹四周有明显的脱碳现象。     

供氧压力对顶吹转炉内流场影响数值模拟

利用CFD软件建立了顶吹转炉炉内流场的三维数学模型。通过对该模型模拟结果的全面分析,研究供氧压力对O2射流以及钢液流场的影响。模拟结果表明,随着供氧压力增大,O2射流马赫数变大,高速段变长,但多股O2射流间干扰效应只有在处于设计氧压时最弱。O2射流的变化规律又进一步对钢液流场造成影响,在低于设计氧压时(0.7MPa),流场流动性较差,而在高于设计氧压时(0.9MPa),钢液流场也无明显改善。     

热变形参数对Cr14-Co13-Mo5-Ni2齿轮钢晶粒的影响

试验Cr14-Co13-Mo5-Ni2齿轮钢由5 t VIM+1 t VAR双真空冶炼,利用Gleeble-1500热模拟机试验研究了Cr14-Co13-Mo5-Ni2钢形变温度(1040~1080℃),形变量(20%~60%)和形变速率1~20 s^-1对钢的晶粒尺寸的影响。结果表明,形变温度1040℃、形变量60%、形变速率20 s^-1时,Cr14-Co13-Mo5-Ni2齿轮钢具有细小圆整均匀的晶粒组织,晶粒平均尺寸为4.03 μm。     

风力机叶片气动外形与主机运行特性耦合优化设计

在叶片的优化设计中,叶片的气动外形与风力机主机的稳态运行特性存在耦合设计关系,一方面叶片的外形形状决定主机的稳态运行特性;另一方面对不同外形形状的风力机叶片应设计与之相匹配的风轮转速、叶片桨矩角等主机稳态控制策略,进而才能准确的计算和提高叶片在低风速条件下的气动性能。基于高阶贝塞尔曲线和粒子群算法构建了叶片气动外形的优化设计模型,在最大叶根弯矩和风轮推力的约束条件下,以年发电量最大为目标对某1.5MW叶片进行了优化设计。结果表明,提出的优化设计方法可实现风力机叶片气动外形和稳态运行特性的一体化优化设计,提高了风力机在低于额定风速下的气动性能,研究方法可运用于低风速超低风速风力机叶片的设计中。     

热顶设计对镍基高温合金铸锭收缩孔隙的影响

为减轻缩孔缺陷以降低铸锭头部切除率进而提高铸锭成材率,通过数值模拟研究了热顶高度和热顶预热温度对铸锭收缩孔隙率的影响。对ø350 mm×3 200 mm的高温合金铸锭进行纵向剖切来验证模拟精确性,并结合试验测试和反算法确认了合理的铸锭与锭模界面换热系数,阐明了热顶最优设计方案。试验结果表明,不采用加热冒口时,铸锭缩孔达到1 400 mm并在铸锭中下部出现严重的疏松缺陷。通过有限元数值模拟,验证了镍基高温合金铸锭中心疏松形成条件。过高的热顶高度和预热温度会加剧中心疏松,相反会降低铸锭缩孔高度。因此,为全面控制这两个缺陷,设定ø350 mm高温合金铸锭最佳热顶高度和预热温度为600 mm和900 ℃,这一标准已成功用于优化ø350 mm高温合金铸锭生产。     

复合搅拌工艺电弧炉熔池混匀与界面传质特性

全废钢电弧炉冶炼过程中缺失C-O反应,加之熔池呈浅碟型,单一搅拌方式搅拌强度低,反应动力学条件差,是制约电弧炉高效冶炼的主要原因之一。为了改善电弧炉冶炼过程熔池内动力学条件、提高冶炼效率,采用物理模拟方法,研究了单一搅拌方式形成的流场特性,在此基础上进一步探究了不同复合搅拌组合条件下熔池混匀与界面传质特性,探究最佳的复合搅拌方式。研究结果表明,氧气射流、侧吹形成的流场相似,主要分布在熔池上部和中上部,复合搅拌不能消除单一搅拌形成的弱搅拌区域;底吹形成的流场可以贯穿整个熔池,但在远离流股中心处和底部仍然存在弱搅拌区域,与射流复合搅拌可以大幅提高搅拌效果,平均混匀时间为53～86 s。在射流和底吹复合搅拌的死区部位添加侧吹喷枪,形成“三元”复合搅拌,可以进一步强化熔池搅拌效果,平均混匀时间为31～68 s,远低于“二元”搅拌,但熔池内部混匀效果与钢-渣界面传质效果对搅拌工艺参数要求并不一致,甚至相反。综合在“三元”搅拌条件下的冶金效果,1组和5组综合冶金效果最佳。     

EAF-RH-LF-CC生产Q345B的洁净度研究

在炼钢过程各工位取样,分析研究了EAF-RH-LF-CC工艺下Q345B无缝管钢的洁净度.试验结果表明：（1）铸坯中的总氧含量可以稳定在0.002%左右;（2）非金属夹杂物以近似球形的氧化物和硫化物居多,其数量依炼钢流程工序不断降低,且精炼过程中降幅最大.（3）LF过程有明显的增氮现象,需控制LF过程的二次氧化;（4）与RH过程相比,在LF结束时钢中10～20μm的夹杂数量较多,应适当延长LF脱氧后的软吹时间;（5）RH精炼初渣中w（FeO＋MnO）过高,RH钢包渣需进行改质处理.     

钙镁复合处理20CrMnTi钢中硫化物夹杂

 20CrMnTi钢中添加硫可以改善切削性能,但也会带来力学性能变差的问题,Ca-Mg复合处理可减轻硫化物夹杂物的危害。通过实验室高温试验、电镜观察、能谱分析及统计方法,研究了对20CrMnTi钢中加硫后形成的硫化物进行Ca-Mg复合处理以及钙处理的效果。试验结果表明,复合处理可以使加硫钢中长条、链状的II类硫化物改性为球状单相或者包裹氧化物的复合夹杂物,处理后钢中夹杂物的平均长宽比、直径显著降低;复合处理时钙加入钢中形成的CaS与MnS固溶提高硫化物的球化率,镁主要形成MgO,使被包裹的氧化物核心更细小弥散,最终的夹杂物为MnS-CaS-MgO（-Al2O3-CaO）;若镁过量,则硫化物中会出现MgS,若钙过量,氧化物中出现CaO;加入镁使钙处理所需钙加入量变小,复合处理的效果优于单独的钙处理。     

轻压下调整对模具钢宽厚板坯中心质量的优化

 为解决塑料模具钢1.231 1（450 mm×2 180 mm）宽厚板连铸坯出现的中心偏析和疏松等质量问题,首先通过射钉试验对板坯坯壳厚度进行准确测量,结合ProCAST数值模拟软件直观呈现连铸坯凝固传热过程。根据软件导出的数值模拟结果获得与弯月面不同距离处铸坯的中心固相率,为该钢种宽厚板坯轻压下位置的确定提供可靠信息。参照连铸坯的中心固相率分别就连铸机压下区间、压下量以及压下率对铸坯中心质量的影响进行了一系列研究。最终试验结果表明,压下位置由铸坯中心固相率[fs＝0.30～0.70]后移至[fs＝0.50～0.85]所对应区间、压下率由0.8升高至1.4 mm/m,铸坯中心疏松问题消失,中心偏析宽度明显减小。