钢液精炼和连铸过程中物理去除夹杂物现状及展望

夹杂物去除是钢液精炼的重要任务之一。目前与去除夹杂物相关的工艺方法主要有:钢包-电磁搅拌和钢包底吹氩;RH及RH侧底复吹;中间包-控流装置、气幕挡墙和通道电磁感应加热;结晶器电磁搅拌与电磁制动和水口吹氩。本文总结了钢水精炼中各个反应器去除夹杂物的方法和机理,并分析了影响夹杂物去除效率的主要因素,为钢水二次精炼的夹杂物去除工艺优化提供理论依据和参考。     

强磁场对半无限Al/Cu固液扩散偶凝固组织的影响

采用半无限Al/Cu扩散偶法,对磁场下Al-Cu合金凝固组织进行研究.结果表明:由于沿扩散方向Cu原子分数逐渐减小,凝固时,沿凝固方向依次生成α-Al胞/枝状晶等组织、Al-Al2Cu共晶组织和Al2Cu过共晶组织;在不同磁感应强度下(0～12 T),各组织发生了明显变化,胞状晶消失,枝晶粗化并发生偏转;共晶组织层间距与磁感应强度呈非线性关系,组织被扭曲;过共晶组织界面形貌变平整;Cu原子扩散距离缩短.利用XRD对α-Al枝晶区进行衍射分析,发现磁场下α-Al(100)晶面峰值强度变弱,(111)晶面变强.理论分析认为,强磁场对熔体流动的抑制作用和磁场下晶体的磁各向异性是导致上述现象的主要原因...     

新型电磁制动漏斗形结晶器内复杂行为的数值模拟

针对漏斗形结晶器的不规则外形开发了新型电磁制动装置,建立了三维物理模型和数学模型.分别借助ANSYS模拟了电磁场,FLUENT模拟了钢液湍流、传热以及凝固.磁场计算结果通过线性插值导入流场,采用等效比热容法处理潜热.钢液拉坯速度为5.5 m/min,水口浸入深度为300 mm.研究了新型电磁制动装置相对结晶器的位置高度和磁动势对钢液流场、温度场及凝壳的影响.结果显示,新型电磁制动装置上表面距离自由液面为250 mm时的制动效果要好于300 mm的情况.对于所选取的流场参数而言,磁动势为8 kA.n即可,磁动势过大会消耗更多的电能,造成不必要的浪费.     

侧底复吹RH精炼装置内的钢液流场及循环流量

采用数值模拟方法考察了钢包底吹位置对侧底复吹RH装置内流体流动及循环流量的影响.计算结果表明:在钢包底吹条件下,当底吹位置和钢包中心连线与浸渍管中心连线夹角一定时,随着底吹位置至钢包中心距离的增大,循环流量先增大后减小;当底吹位置至钢包中心距离一定时,循环流量随夹角的增大而减小;与现有RH吹氩方式相比,当采用侧底复吹且钢包底吹气量保持在200 L/min时,循环流量可提高25%以上;当关闭上升管侧吹且仅采取钢包底吹时,与现有RH吹氩方式相比,循环流量可提高60%~100%.     

阳极焙烧传热和热应力的数值模拟

建立了阳极焙烧的三维传热和热应力模型,以现场测定的升温曲线为边界条件,对阳极的升温过程和热应力的变化情况进行了数值模拟.结果表明:阳极内的热应力随温度梯度同步变化,其最大温度梯度和热应力与焙烧时间成抛物线关系.进入中温加热阶段时,阳极在宽度方向上具有最大的断面温差和最大的温度梯度,热应力也达到最大值.焙烧过程中,阳极宽度方向上的传热热流密度远大于长度和高度方向上的传热热流密度,两者相差大于一个数量级.     

一类奇异非线性边界值问题正解的存在性和非唯一性

本文研究了一类奇异非线性边界值问题ｇ^ｐ（ｘ）ｇ″（ｘ）＋ｈ（ｘ）＝０，－ｋ＜ｘ＜１，ｇ′（－ｋ）＝Ｃ，ｇ（１）＝０，ｋ＞０正解的存在性和非唯一性．问题起源于幂律流体理论中著名的边界层方程．     

“科教融合”是高教改革发展的一个根本问题——对话东北大学赫冀成教授

“科教融合”是现代大学的本质特征，体现了科学研究对高等教育的支抹和引领 赫冀成：卸任校长之后，“不在其位，不谋其政”，对高等教育新的信息了解得少了，看法难免落后于形势。“访谈提纲”中的几个题目都很重要，比如高校科技如何为地方经济建设和区域经济发展服务，如何通过协同创新提升高等教育质量等等。但随着高校科研的发展，高校的科学研究如何做到更加有效地提高人才培养质量，构建“创新型人才”培养的环境氛围，似乎并没有引起足够的思考和重视。因此，我就“高水平的科学研究如何支撑和引领高等教育”这个话题谈谈看法。     

强磁场对Al-Si合金凝固组织中硅分布的影响

为了揭示强磁场对金属凝固组织的影响规律，本文研究了Al-14.98%Si(质量分数)和Al-9.2%Si(质量分数)合金在强磁场作用下凝固组织的变化趋势，分析了强磁场对合金凝固组织中Si分布的影响.研究发现，均恒磁场和梯度磁场分别通过洛伦兹力和磁化力的作用对合金的凝固组织产生影响，强磁场可以显著改变初晶硅在合金中的分布状况.在均恒磁场作用条件下初晶硅在合金中均匀分布；在梯度磁场条件下，由于磁化力和浮力的共同作用，初晶硅在试样的上部或下部聚集.同时，磁化力也改变了共晶体在合金中的组织形态，使试样上部和下部共晶体的层片间距明显不同.理论和实验分析表明，Al-Si合金在强磁场中凝固时，磁场能作用于凝固过程，使共晶体中的Al含量增大，共晶点向左偏移. 关键词： 强磁场 凝固过程 共晶组织 Al-Si合金     

原位形变Cu-14.5%Fe复合材料的组织和性能研究(Ⅰ)——组织演变

研究了不同形变量时,原位形变Cu-14.5%Fe(体积分数)复合材料的显微组织的演变和Fe纤维的组织特征.结果表明,随拉拔过程形变量的增加,Cu-Fe合金凝固过程中形成的无序分布的Fe树枝晶逐渐转变为沿拉拔方向排列,并在横截面上形成卷曲的带状形貌,这是由于两相在大变形时,发生了织构取向作用的结果.通过显微组织的定量分析可知,Fe纤维间距d与形变量η间存在指数关系,即d=41.76exp(-0.411η);Fe纤维的厚度δFe和宽度bFe与形变量η分别满足ln(δFe)=3.396-0.686η,ln(bFe)=4.114-0.431η的关系.     

焙烧炉新型燃烧器燃烧特性的数值模拟

对一种用于焙烧炉的新型燃烧器的燃烧过程建立了二维旋转轴数值计算模型,采用数值模拟的方法研究了燃气入口速度和喷口与喉部直径比对其燃烧特性的影响.结果表明,燃烧室内最高温度随燃气入口速度增大而升高.当燃气入口速度一定时,随喷口与喉部直径比的增大,火焰形状由梨状变为燕尾状,燃烧室内最高温度先降后升.火焰长度随燃气入口速度的增大而增长,随喷口与喉部直径比的增大而缩短.