依据改变水口侧孔射流方向来控制结晶器内钢流流动状态的思想,设计了一种大方坯连铸结晶器新型四分切向水口.对不同类型水口(直通式、四分径向以及四分切向水口)浇注条件下大方坯连铸结晶器内钢水流动形态和温度分布状况进行了流体动力学比较研究.结果表明,新型四分切向水口不仅可以使结晶器内钢水形成上、下两个回流,并能够产生较强的水平旋流.该水平旋流能降低钢水的冲击深度,抑制钢液面波动,促进夹杂物上浮,还具有促进钢水过热耗散的效果.与四分径向水口相比,新型四分切向水口能减弱射流对初生坯壳的冲击,均匀横截面坯壳厚度.此外,该旋流状态使热中心上移,自由液面附近钢水的温度可提高2～6℃,改善化渣条件

为实现结晶器过程可视化和辅助漏钢预报技术，提出一种等值线区域填充法快速高效绘制直观的结晶器在线热像图的方法.该方法通过离散数据网格化、等值线生成和等值多边形填充绘制云图.其中，等值线生成采用网格序列法和单元剖分法结合，避免了已往的等值线追踪和二义性问题，高效准确，实现简单.将该方法与扫描母元法相比，前者绘制云图速度快，保证了精度和质量，优于后者，且算法复杂度的分析也证明了前者时间效率较高.实际应用结果表明，该方法绘制的结晶器在线热像图能很好地反映正常和非正常情况下结晶器内部温度场的特征，可满足实际生产要求

经过数模和水模研究得到:影响异型坯结晶器内流场,结晶器腹板处上、下回流区的大小及结晶器液面波动的因素有:水口开孔的夹角、水口的出口倾角、铸坯拉速及水口浸入深度.在工作拉速时,采用120°夹角、出口倾角为9°、浸入深度为75mm(换算到原型为150mm)的水口,结晶器内的流体的流动状态较为合理

第一节 液态结构与晶体凝固的条件 液态金属的特征 结晶的微观现象 结晶的宏观现象 金属结晶的基本条件 第二节 材料结晶时晶核的形成 THE FORMATION OF NUCLEUS AS MATERIALS CRYSTALLIZING 均匀形核 非均匀形核 第三节 材料结晶时晶核的长大 晶体长大的条件 液/固界面的构造 晶体长大机制 晶体长大形态 第四节 凝固理论的应用 铸件晶粒细化 单晶制备 定向凝固 非晶态金属的制备

选取常规用保护渣和高拉速用优化保护渣研究了其高温结晶性能与玻璃质渣膜回温结晶性能.研究表明,优化后的高碱度保护渣具有较高的结晶温度和较低的脱玻化温度,同等实验条件下析晶能力更强,结晶相主要为枪晶石(3CaO.2SiO2.CaF2),并且晶粒粗大,凝固组织中有大量空隙,渣膜表面粗糙度大,有利于增加渣膜热阻,更适合于高拉速生产

以安钢宽板坯连铸为研究对象,采用大型商业软件ANSYSCFX10.0,应用VOF法重点研究浸入式水口倾角、拉速、铸坯断面宽度等工艺参数对结晶器内自由表面液面波动的影响.结果表明:随着结晶器宽度从1800mm增大到3250mm,结晶器内液面平均波高明显降低.当宽度为1800mm时,结晶器保护渣-钢液界面平均波高为5.33mm;当宽度增至3250mm时,平均波高为7.08mm

借助ANSYS有限元分析软件对240mm×280mm大方坯结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,系统研究了电磁搅拌参数对结晶器内磁场和电磁力的影响规律.结果表明:磁场在结晶器电磁搅拌器内产生的旋转电磁力在水平截面上形成一对力偶,驱使钢液顺时针旋转;结晶器高度方向上磁场分布呈\两端小中间大\分布特征.数值计算的磁感应强度与实测结果基本吻合.提出了杭钢大方坯45#钢电磁搅拌优化后的工艺参数为电流350A和频率3Hz,实验表明在此工艺参数下铸坯质量得到显著提高

针对板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动特征,利用流场计算软件cfx4.3,建立了一个三维有限差分模型,模拟了结晶器内钢液的流场和流动分布,同时应用水利学模型进行了验证.通过数值计算,研究了浸入式水口的出口倾角、浸入深度、拉速等工艺参数对板坯连铸结晶器流场的影响,为优化结晶器内钢液的流场,优化浸入式水口的设计提供了理论基础

探讨以镍渣为主要原料采用熔融法制备建筑用微晶玻璃.研究引入Cr2O3作为晶核剂的镍渣微晶玻璃的成核及晶化过程.利用DSC测试来确定基础玻璃的晶化温度,并利用修正的Johnson-Mehl-Avrami(J/VIA)方法初步计算以镍渣为主要原料所制备的基础玻璃在加入质量分数2%的Cr2O3作为晶核剂后的结晶活化能E及结晶动力学参数k(Tp),计算结果分别为E=371.1kJ·mol-1,结晶动力学参数k(Tp)=0.29.采用XRD、SEM和光学显微镜测试、分析及观察方法来鉴定、分析微晶玻璃试样的主晶相及微观结构.结果显示,加入晶核剂的基础玻璃从930℃开始均匀地析出透辉石相晶体;随着温度的升高,晶体尺寸也逐渐增大,在温度达到950℃后,对样品进行30min保温热处理,样品中晶体尺寸达到10~15μm

采用热丝法、X射线衍射(XRD)以及矿相方法研究TiO2对保护渣非等温结晶过程的影响.结果表明:枪晶石是含钛保护渣的主要物相.在综合碱度为1.3的基础渣中加入质量分数2%～8%TiO2后,随着TiO2的加入,渣样开始析出了少量的Ca2SiO4、Ca2Al(AlSi7O7)、Ca2SiO2F2和CaTiO3晶体.虽然加入TiO2,促进了析晶种类的增加,但保护渣的结晶过程的时间延长,且保护渣的结晶速率和结晶率降低.因此,加入TiO2后,抑制了保护渣的析晶,从而保证在控制渣膜热流的前提下,提高玻璃态的比例以改善润滑