国家自然科学基金(50934008)
- 作品数：12 被引量：34H指数：4
- 相关作者：李宝宽赵林刘中秋王芳陈瑞更多>>
- 相关机构：东北大学中国第一重型机械集团公司沈阳铸造研究所更多>>
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- 相关领域：冶金工程动力工程及工程热物理电气工程更多>>
- 电渣重熔结晶器复合传热模型被引量：3
- 2013年
- 针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.
- 刘鹏李宝宽吴文远
- 关键词：电渣重熔热电偶测温结晶器壁复合传热传热模型
- 电渣重熔过程渣/金界面行为的模拟被引量：4
- 2012年
- 建立了电渣重熔体系下三维数学模型,以电渣重熔渣池、钢液为研究对象,利用Fluent商业软件,基于VOF多相流模型,对电渣重熔系统渣金两相流场进行模拟计算.计算结果表明:熔炼初期,金属电极采用薄膜熔化,从两端开始熔化并以小液滴的形式掉落,随着熔炼的进行,电极中部也开始产生小熔滴,最终在中心处形成一个大熔滴掉落,此后进入稳定熔炼期.对比不同电极端部形状,电极端部为圆头时比电极端部为平头时熔滴更容易在电极中心汇聚,渣金界面波动更大;对比不同电极插入深度,插入位置浅,熔滴通过渣层时间长,渣金界面波动更大;对比不同熔速,熔速为0.15 kg/s时,熔滴产生后,一滴一滴不连续掉落,这样熔滴可以与渣充分反应;加大熔速至0.20 kg/s时,可见熔滴成股流下,大熔速下,熔滴进入金属熔池时速度较大,渣金界面波动更大.
- 李宝宽王博
- 关键词：电渣重熔
- 电渣重熔钢锭组织结构的元胞自动机法模拟
- 电渣重熔(ESR)是一种制备高质量特殊钢的工艺方法,电渣重熔工艺参数决定重熔钢锭微观组织,从而影响铸锭的力学性能和使用性能。本文应用元胞自动机法建立电渣重熔钢锭组织结构的计算模型,建立基于高斯分布的连续形核模型和KGT生...
- 陈明秋李宝宽
- 关键词：电渣重熔数值模拟元胞自动机
- 文献传递
- 矿热炉内镍铁还原过程电流密度分布与温度场的有限元分析被引量：2
- 2013年
- 矿热电炉埋弧还原焙烧渣过程是利用"回转窑焙烧—电炉熔炼法"(RKEF法)冶炼镍铁合金工艺中的关键环节.本文建立了矿热炉熔炼镍铁过程中三维多物理场的数学模型,模型中采用Maxwell方程、Joule定律结合能量方程,对矿热炉内料层、渣层和产品层的一体化系统进行电磁行为和传热过程有限元分析.由于料层中电极下方坩埚区对熔炼过程有重要影响,在炉体建模时,建立比圆柱形更复杂的碗型坩埚区模型,采用结构化网格,使计算结果更接近生产实际.本研究着重分析了炉内电流密度分布规律,并且考查了电极直径、极心圆直径和炉膛高度对温度场分布的影响.结果表明:流经电弧时电流密度较高,成发散状,进入渣层后电流密度减小并重新分布;渣层和料层的交界区域为主要的产热区域;高温区集中在电极底端与坩埚区,料层内温度梯度大;渣内温度呈分层分布,纵向温度梯度大于径向温度梯度;镍铁层温度分布较为均匀;减小电极直径可以使炉内温度升高,但制约电极直径无限减小的因素是电极承载电流能力;减小炉体高度可以使炉内温度升高,但炉体高度也要受产量因素制约.
- 王子坤李拓文李宝宽
- 关键词：矿热炉温度分布
- 双膛并流式石灰竖窑燃烧过程数学模型被引量：4
- 2014年
- 针对并流蓄热式石灰窑的气固两相流动传热及燃烧反应过程,结合现场测定的实验数据,建立了石灰窑内反应、传热及燃烧控制的数学模型,并利用隐式差分格式进行离散及求解.利用C语言将燃烧控制的数学模型计算程序嵌入上位机系统中.实现三带温度及石灰石分解率在线显示和风量自动调节;风量和石灰石分解率成为石灰窑窑况诊断的重要依据,作为控制参数参与燃烧与石灰石质量控制,实现了对石灰窑生产的自动控制.
- 向召洋段嫦娥宋杨刘中秋李宝宽
- 关键词：燃烧控制数学模型
- 多电极电渣重熔系统电磁场和焦耳热场研究被引量：1
- 2011年
- 多电极电渣重熔系统比单电极系统具有感抗小、电耗低、熔化率高等特点,目前广泛应用于生产大型钢锭.掌握多电极电渣重熔系统中电磁场的分布情况对于提高钢锭质量和节省电能都很重要.本文以多电极电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了能够考虑集肤效应的三维谐波电磁场数学模型,采用Maxwell方程、Lorentz定律和Joule定律分析了渣、钢锭和电极的磁场、电磁力、电流密度和焦耳热功率密度分布.结果表明:电流的最大值出现在电极内侧,与渣池的交界面处;由于电极的自感和互感的相互作用,两对电极内侧的磁感应强度增大,外侧的磁感应强度减小;焦耳热的最大值出现在渣中,电极底部内侧与渣的交界处.参数研究还发现:当源电流增大时,在电极内靠近壁面处的电流呈线性增大;当频率大于等于35 Hz时,在电极内部电流密度趋向线性分布;当电极侵入深度增大或渣层的厚度减小时,渣池中焦耳热的最大值增大.
- 王芳李宝宽陈瑞赵林
- 关键词：电渣重熔电磁场焦耳热数值模拟
- 电渣重熔工艺中渣金两相的流动、传热及凝固被引量：1
- 2011年
- 本文利用计算流体力学方法对电渣重熔过程中的渣相和金属相流动、传热以及相变进行了耦合数值模拟计算.通过分析结果,得到了电渣重熔过程中的温度场分布、流场分布以及其中的凝固情况.并在此基础之上,通过改变熔速来查看其对电渣重熔结果的影响,发现金属熔速增大,会使金属熔池内的温度普遍提升,金属熔池液变得更深更宽.
- 李宝宽陆秋敏陈瑞宋照伟
- 关键词：电渣重熔温度场流场
- 利用元胞自动机法模拟电渣重熔钢锭定向凝固组织被引量：7
- 2011年
- 本文应用元胞自动机法发展电渣重熔钢锭组织结构的计算模型,建立基于高斯分布的连续形核模型和生长模型;在节点上采用元胞自动机法(CA)对钢液凝固进行形核和生长计算.结果表明:电渣重熔钢锭凝固组织结构主要由柱状晶构成,在底部有一个垂直的柱状晶带,两边有一个延伸的倒V形柱状晶带.本文还考查了电极熔速、渣池温度等工艺参数对温度场的影响,以及平均形核过冷度和最大晶粒密度对微观组织的影响.模拟结果与低倍检测实验结果吻合较好.故可以据模拟结果调整制备工艺条件,获得具有理想凝固态组织的钢锭.
- 陈明秋李宝宽赵林
- 关键词：电渣重熔数值模拟元胞自动机
- 双级串联电渣重熔系统电磁场和焦耳热场研究被引量：3
- 2011年
- 以双级串联电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了三维谐波电磁场数学模型,分析了其磁场、电磁力、电流密度和焦耳热功率密度分布.结果表明：对于双电极电渣重熔系统,临近效应占据主导,这和单电极电渣重熔系统集肤效应占主导完全不同.电流密度主要集中在渣内上半部分及两对电极的内侧,并且只有总电流的1/5~1/4流经钢锭;焦耳热的最大值出现在渣中及电极底部内侧.参数研究还发现：当频率大于等于35 Hz时,在电极内部电流密度趋向线性分布;当电极侵入深度增大或渣层的厚度减小时,渣池中焦耳热的最大值增大.
- 王芳李宝宽
- 关键词：电渣重熔电磁场焦耳热数值模拟
- 连铸中间包湍流流动及夹杂物分布的大涡模拟被引量：3
- 2012年
- 为深入了解中间包内钢液的流动湍流特性和夹杂物分布,采用雷诺平均方程和大涡模拟两种方法计算了中间包内湍流场及夹杂物的分布.结果表明:雷诺平均方程得到的中间包湍流场呈现对称分布;而大涡模拟可以捕捉更多的随机漩涡,更能反映流动的某些细节,对中间包内的瞬时流场预报更准确,得到的瞬态湍流场呈现非对称分布.得到了夹杂物主要的三种运动轨迹,且夹杂物的分布是不对称的,容易聚集在中间包边角和壁面处.
- 刘中秋王强李宝宽姜茂发
- 关键词：大涡模拟中间包湍流
