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钢液中非金属夹杂物形核热力学研究
1
作者 曹顺 《现代工业工程》 2026年第2期125-128,共4页
针对钢液纯净度控制中非金属夹杂物形核关键科学问题,依托热力学基本原理,搭配相图分析与自由能计算方法,探究不同成分、温度及冷却速率下夹杂物形核规律。夹杂物临界形核半径与界面张力、过饱和度的定量关系被揭示,温度梯度对形核驱动... 针对钢液纯净度控制中非金属夹杂物形核关键科学问题,依托热力学基本原理,搭配相图分析与自由能计算方法,探究不同成分、温度及冷却速率下夹杂物形核规律。夹杂物临界形核半径与界面张力、过饱和度的定量关系被揭示,温度梯度对形核驱动力的影响机制得到阐明,不同类型夹杂物的最佳形核热力学条件得以确定。研究结果为调控钢液中夹杂物形成过程、提升钢材力学性能提供重要理论依据,对优化炼钢工艺具备实际指导价值。 展开更多
关键词 钢液 非金属夹杂物 形核热力学 临界形核半径 界面张力
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20CrMnVTi石油套管连铸坯宏观偏析模拟
2
作者 张帆 吴存有 +1 位作者 荣文杰 李宝宽 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第2期131-137,145,共8页
连铸过程中产生的宏观偏析对石油管的抗腐蚀性能有着重要影响.为了研究石油套管连铸坯在整个连铸过程中的宏观偏析行为,建立了耦合湍流流动、溶质传输和传热的三维数学模型,并研究了拉坯速度及过热度对溶质分布的影响.结果表明:初始凝... 连铸过程中产生的宏观偏析对石油管的抗腐蚀性能有着重要影响.为了研究石油套管连铸坯在整个连铸过程中的宏观偏析行为,建立了耦合湍流流动、溶质传输和传热的三维数学模型,并研究了拉坯速度及过热度对溶质分布的影响.结果表明:初始凝固坯壳的溶质元素在结晶器内会出现皮下负偏析,而伴随着凝固的进行,溶质元素受液-固界面溶质再分配的影响向中心富集,最终产生中心偏析;将拉坯速度控制在1.6 m/min,过热度保持在15℃以内,可以最大程度地减少铸坯中心处的C偏析. 展开更多
关键词 连铸 宏观偏析 拉速 过热度
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水中硫酸盐的测定电感耦合等离子体发射光谱法的研究
3
作者 高云亮 高倩 +2 位作者 戴高 王慧 张涛 《中国高新科技》 2025年第10期25-27,共3页
文章建立了一种基于电感耦合等离子体发射光谱法测定水中硫酸盐的方法,并对影响方法主要因素进行了优化探讨,确定最佳测试条件为:分析谱线180.7nm,射频功率1100kW,观测高度12mm,分析泵速50r/min。在最优条件下,对高、中、低3个浓度水平... 文章建立了一种基于电感耦合等离子体发射光谱法测定水中硫酸盐的方法,并对影响方法主要因素进行了优化探讨,确定最佳测试条件为:分析谱线180.7nm,射频功率1100kW,观测高度12mm,分析泵速50r/min。在最优条件下,对高、中、低3个浓度水平的样品进行测试,相对偏差0.16%~0.47%,对实际样品进行加标回收测试,回收率99.4%~101%,方法检出限可达0.020mg/L。 展开更多
关键词 硫酸盐 水质 电感耦合等离子体发射光谱法
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钛微合金钢炉外精炼相平衡研究与热力学分析 被引量:13
4
作者 刘振楠 陶东平 +3 位作者 姚春玲 范兴祥 张凇源 李亚东 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期702-711,共10页
为了解钛微合金钢炉外精炼过程中Ti元素在渣-钢间的平衡分配行为及走向,应用分子相互作用体积模型(MIVM),通过规范子二元系活度标准态和优化模型参数,建立了CaO-Al2O3-FeO-TiO2熔渣活度计算模型,并预测渣中各组元活度;在含钛钢炉外精炼... 为了解钛微合金钢炉外精炼过程中Ti元素在渣-钢间的平衡分配行为及走向,应用分子相互作用体积模型(MIVM),通过规范子二元系活度标准态和优化模型参数,建立了CaO-Al2O3-FeO-TiO2熔渣活度计算模型,并预测渣中各组元活度;在含钛钢炉外精炼条件下,应用MIVM和Wagner公式研究了Ti在精炼渣CaO-Al2O3-FeO-TiO2与含钛钢液Fe-Al-Ti-O间的平衡分配及影响因素。研究结果显示:渣中FeO的活度预测值与实验值符合较好,平均相对误差为9%;Ti在渣-钢两相间平衡分配比的计算值与工业数据符合较好;分配比随钢液中Al含量的降低、温度的升高和渣中CaO与Al2O3质量比的增加而增大,该规律与实际生产相一致。因此MIVM对多元含钛熔渣体系组元活度具有较好的预测效果,所设计的相平衡研究方法合理可行。本研究可为含钛合金钢化学冶金的基础理论研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 MIVM 活度 钛微合金钢 炉外精炼 平衡分配比
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用白钨矿、氧化钼和钒渣冶炼合金钢的热力学分析 被引量:19
5
作者 李正邦 郭培民 张和生 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期14-18,共5页
运用热力学状态图、化学反应等温方程式及活度对利用白钨矿、氧化钼和钒渣冶炼合金钢的热力学过程进行了计算和分析。结果表明:炼钢过程中,[C]、[Si]和[Al]等都能将白钨矿、氧化钼和钒渣还原;而白钨矿、氧化钼和钒渣的回... 运用热力学状态图、化学反应等温方程式及活度对利用白钨矿、氧化钼和钒渣冶炼合金钢的热力学过程进行了计算和分析。结果表明:炼钢过程中,[C]、[Si]和[Al]等都能将白钨矿、氧化钼和钒渣还原;而白钨矿、氧化钼和钒渣的回收率取决于炉渣碱度和氧化性、炼钢温度。 展开更多
关键词 炼钢 白钨矿 氧化钼 钒渣 热力学 合金钢
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钢的热导率与化学成分和温度的关系 被引量:16
6
作者 苏铁健 王富耻 +1 位作者 李树奎 王鲁 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2004年第5期14-16,27,共4页
用多元线性回归方法建立了各温度下钢的热导率和化学成分的定量关系式。回归结果表明:Si和过渡族元 素减小钢的热导率,但Si的效果远大于过渡族元素;C元素增加钢的热导率;随温度的增加,纯铁的热导率降低,同 时各合金元素对热导率的影响... 用多元线性回归方法建立了各温度下钢的热导率和化学成分的定量关系式。回归结果表明:Si和过渡族元 素减小钢的热导率,但Si的效果远大于过渡族元素;C元素增加钢的热导率;随温度的增加,纯铁的热导率降低,同 时各合金元素对热导率的影响下降。解释了各元素和温度对热导率产生影响的原因。 展开更多
关键词 热导率 化学成分 温度 多元线性回归
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底吹钢包内流动与混合的数值模拟 被引量:14
7
作者 李宝宽 赫冀成 陆钟武 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期B143-B147,共5页
利用数值模拟的方法对几种典型喷吹方式的底吹钢包内的流动与混合过程进行了理论分析结果表明,变化喷吹方式,即从中心喷吹到偏心喷吹、从单喷嘴喷吹到双喷嘴喷吹,钢包内的流动混合状态得到改善。
关键词 底吹 钢包 数值模拟 流动 混合
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不同炉料条件下150 t AOD冶炼430不锈钢物热平衡模拟 被引量:1
8
作者 卢小辉 康从鹏 +1 位作者 陈洪智 徐永斌 《特殊钢》 2025年第1期134-139,共6页
为探究不同炉料条件对AOD冶炼不锈钢过程的影响,以150 t AOD炉冶炼430不锈钢作为例,基于实际的生产流程,构建了AOD精炼不锈钢过程的物料和热量平衡模拟系统。通过模拟计算,对不同炉料条件下的炉温变化以及相关的技术经济指标进行了深入... 为探究不同炉料条件对AOD冶炼不锈钢过程的影响,以150 t AOD炉冶炼430不锈钢作为例,基于实际的生产流程,构建了AOD精炼不锈钢过程的物料和热量平衡模拟系统。通过模拟计算,对不同炉料条件下的炉温变化以及相关的技术经济指标进行了深入的比较和分析。研究结果表明,采用脱磷铁水+固态铬铁的入炉原料条件会造成炉温偏低,在还原前期需加入大量硅铁合金补热以满足出钢要求。该工艺条件下,硅铁和石灰消耗量分别达到39.3、97.7 kg/t,高碳铬铁持续加入时间为12 min左右,加料速率为4 t/min,此时,最大供氧强度为400 m^(3)/min。通过协调供氧量与加料速率之间的关系,以实现炉内温度的相对稳定;采用脱磷铁水+高铬铁水为入炉炉料条件下的工艺过程中,硅铁和石灰消耗量分别为25.7、58.9 kg/t,该工艺过程会产生热量富余,通过加入废钢作为冷却剂来控制炉温并满足出钢温度要求,该条件下吨钢废钢消耗量为169.1 kg,废钢加入量占比为15.1%。模型计算过程可以根据入炉原料条件调节并优化炉料配比,可为AOD生产不锈钢提供理论与生产指导。 展开更多
关键词 430不锈钢 冶炼工艺 物料平衡 热量平衡 AOD精炼
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鞍钢高炉入炉天然块矿的性能研究 被引量:7
9
作者 刘杰 周明顺 +2 位作者 翟立委 张辉 徐礼兵 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期94-97,共4页
研究了鞍钢常用的几种天然块矿的冶金性能、微观结构以及结晶水较高块矿的热分解特性,并介绍了PB块在高炉的实际应用情况。结果表明,块矿无论在爆裂指数、还原性方面都能满足鞍钢高炉的需求;PB块的热分解速度快于纽曼块,反应区间更窄,... 研究了鞍钢常用的几种天然块矿的冶金性能、微观结构以及结晶水较高块矿的热分解特性,并介绍了PB块在高炉的实际应用情况。结果表明,块矿无论在爆裂指数、还原性方面都能满足鞍钢高炉的需求;PB块的热分解速度快于纽曼块,反应区间更窄,单位质量的吸热量远小于纽曼块,有利于降低高炉焦比。在鞍钢高炉炉料中添加16%比例的块矿可以提高高炉的技术经济指标。 展开更多
关键词 炉料结构 配矿 天然块矿 冶金性能 热分解
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铌钒微合金化对风电法兰用Q345E钢析出相的影响 被引量:9
10
作者 李杰 王国梁 +1 位作者 夏云进 孔辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第14期104-108,共5页
采用Thermo-Calc热力学计算软件,对铌钒微合金化风电法兰用Q345E钢在400~1600℃存在的平衡析出相以及铌、钒在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,并探讨了碳、氮、铌、钒元素含量变化对析出相的影响.结果表明:风电法兰用Q345E钢在400~1... 采用Thermo-Calc热力学计算软件,对铌钒微合金化风电法兰用Q345E钢在400~1600℃存在的平衡析出相以及铌、钒在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,并探讨了碳、氮、铌、钒元素含量变化对析出相的影响.结果表明:风电法兰用Q345E钢在400~1600℃存在的主要平衡析出相为MnS、AlN、MX#1(富含铌)、MX#2(富含钒)和M7C3相;MX#1相的主要组成元素为铌、碳、氮和少量的钒、铬,MX#2相的主要组成元素为钒、碳、铌、氮和少量的铬;MX#1相析出量和析出温度主要受钢中铌含量的影响,而受碳、氮、钒含量的影响不大.TEM分析表明,风电法兰用Q345E钢轧后析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米,大颗粒析出相为近似于立方形的富铌MX#1相,小颗粒析出相是球形或椭圆形的富钒MX#2相,这同热力学计算所得的MX#1相和MX#2相成分与析出温度基本吻合. 展开更多
关键词 Q345E THERMO-CALC 铌钒微合金化 析出相
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转炉铁水预处理脱磷的基础理论分析 被引量:29
11
作者 徐匡迪 肖丽俊 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期331-336,共6页
通过对转炉铁水预处理脱磷过程中选择性氧化的热力学和动力学分析,并结合首钢京唐公司300 t脱磷转炉的生产数据,研究熔池中铁、硅、锰、碳、磷的氧化过程,讨论影响磷在渣铁间分配比以及脱磷速率的主要因素.研究表明,将转炉铁水预处理温... 通过对转炉铁水预处理脱磷过程中选择性氧化的热力学和动力学分析,并结合首钢京唐公司300 t脱磷转炉的生产数据,研究熔池中铁、硅、锰、碳、磷的氧化过程,讨论影响磷在渣铁间分配比以及脱磷速率的主要因素.研究表明,将转炉铁水预处理温度控制在较低范围内(1300~1350℃),选择具有合适碱度(1.7~2.5)和成渣快的造渣工艺,并结合高的底吹搅拌强度(≥0.2 Nm^3/(t·min)),这是实现脱磷保碳、提高脱磷速率、加快生产节奏的有效途径. 展开更多
关键词 铁水预处理 脱磷 选择性氧化 热力学 动力学
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Al_2O_3夹杂物在钢-渣界面处的运动特性及去除率 被引量:6
12
作者 郭洛方 李宏 +1 位作者 王耀 李永卿 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期23-27,共5页
通过理论计算和分析,研究了夹杂物颗粒在钢-渣界面处夹杂物去除层内的运动特性及去除率。结果表明:在夹杂物去除层内,Al2O3夹杂物颗粒的布朗扩散上浮临界尺寸为1.33μm,直径小于临界尺寸的夹杂物颗粒很难上浮去除;布朗碰撞的优势区域主... 通过理论计算和分析,研究了夹杂物颗粒在钢-渣界面处夹杂物去除层内的运动特性及去除率。结果表明:在夹杂物去除层内,Al2O3夹杂物颗粒的布朗扩散上浮临界尺寸为1.33μm,直径小于临界尺寸的夹杂物颗粒很难上浮去除;布朗碰撞的优势区域主要是直径为2.5μm以下的夹杂物颗粒之间以及直径为2.5~5μm夹杂物颗粒与0.5μm以下的微小颗粒之间的碰撞;直径为20~150μm的夹杂物颗粒在钢-渣界面去除层中9min内很容易完全上浮去除,而直径小于10μm的夹杂物颗粒去除率很低且升高缓慢,是提高钢液洁净度的主要控制对象。 展开更多
关键词 夹杂物去除层 布朗扩散 布朗碰撞 Stokes碰撞 夹杂物去除率
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应用COMI炼钢工艺控制转炉烟尘基础研究 被引量:14
13
作者 尹振江 朱荣 +3 位作者 易操 陈伯瑜 汪灿荣 柯建祥 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期92-94,共3页
应用COMI炼钢工艺控制转炉烟尘实验研究表明,随着CO2喷吹比例的增加,烟尘及铁损量持续降低。转炉烟尘现场采集检测试验研究表明,转炉冶炼过程中烟尘量总体趋势不断降低,TFe含量波动较大。结合上述研究,提出应用COMI炼钢工艺分时段控制... 应用COMI炼钢工艺控制转炉烟尘实验研究表明,随着CO2喷吹比例的增加,烟尘及铁损量持续降低。转炉烟尘现场采集检测试验研究表明,转炉冶炼过程中烟尘量总体趋势不断降低,TFe含量波动较大。结合上述研究,提出应用COMI炼钢工艺分时段控制烟尘产生,为COMI炼钢工艺的工业实施提供了参考。 展开更多
关键词 转炉烟尘 CO2 分时段
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铁液洁净度对凝固热力学参数的影响 被引量:5
14
作者 黄诚 宋波 +2 位作者 毛红 林勤 赵沛 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期9-11,17,共4页
为了给高洁净钢连铸细晶技术提供相关理论依据,在高温钼丝炉中通过对电解纯铁加金属铝和硅脱氧,获得不同铁液洁净度的试样。利用差热分析法测定了试样在相同冷却速度下的过冷度。利用凝固过程热力学理论研究了铁液洁净度与过冷度、凝固... 为了给高洁净钢连铸细晶技术提供相关理论依据,在高温钼丝炉中通过对电解纯铁加金属铝和硅脱氧,获得不同铁液洁净度的试样。利用差热分析法测定了试样在相同冷却速度下的过冷度。利用凝固过程热力学理论研究了铁液洁净度与过冷度、凝固热力学驱动力、形核功和临界晶核半径等的关系。结果表明:随着铁液洁净度的提高,铁液凝固时的过冷度增大,形核所需的凝固热力学驱动力变大,非均质形核功和临界晶核半径减小。 展开更多
关键词 纯铁 洁净度 过冷度 热力学参数
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铝、镁脱氧钢中夹杂物的动态演变规律 被引量:5
15
作者 张同生 王德永 +1 位作者 张永启 姜茂发 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1270-1274,共5页
本研究制备了不同氧、硫含量的实验钢,采用SEM-EDX和CSLM探讨了钢中夹杂物类型及高温演变规律.结果表明,脱氧生成的MgO大多为球形,而MgO·Al2O3呈现不规则形状.单独铝脱氧钢中Al2O3夹杂物通过移动、碰撞、聚合的方式形成大型簇团.... 本研究制备了不同氧、硫含量的实验钢,采用SEM-EDX和CSLM探讨了钢中夹杂物类型及高温演变规律.结果表明,脱氧生成的MgO大多为球形,而MgO·Al2O3呈现不规则形状.单独铝脱氧钢中Al2O3夹杂物通过移动、碰撞、聚合的方式形成大型簇团.铝镁复合脱氧钢中夹杂物形貌和动态演变随着[Al],[Mg]和[S]含量的变化呈现出不同的现象.当[Mg],[Al]含量满足MgO生成条件时,夹杂物无明显聚合现象,呈弥散分布的特征;当[Mg],[Al]含量位于MgO·Al2O3生成区域时,未观察到团簇状夹杂物出现,但夹杂物粒径较MgO大;当夹杂物成分同时满足MgO和MgS生成条件时,夹杂物聚合趋势明显,推测是硫化物的形成促进了夹杂物的聚合现象. 展开更多
关键词 脱氧 夹杂物 热力学 动态演变
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60t钢包的传热分析 被引量:17
16
作者 李晶 傅杰 +2 位作者 周德光 张志成 黄成钢 《特殊钢》 北大核心 2001年第4期16-18,共3页
根据实测钢水入包前包衬的温度分布 ,并由传热模型计算 ,得出大冶特钢 60t钢包内表面预热温度为 5 0 0℃和 90 0℃的钢包 ,两者钢水温降相差约 5 0℃ ,前 2 0min内钢液温度几乎呈直线下降 ,35min左右钢包衬蓄热基本达饱和。
关键词 钢包 传热 炼钢 温度分布
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铁水中微量元素对炼钢工艺的影响 被引量:6
17
作者 王琳松 杨茂麟 +2 位作者 郑家良 高长益 任正德 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期22-26,30,共6页
水钢采用低比例的钒钛矿高炉炼铁,获得含有钒钛等微量元素的铁水,其性质既不同于一般铁水,也不同于高钒钛铁水,为了弄清这些微量元素对转炉炼钢工艺的影响,分析了钒钛钢渣的物相、熔化性,用高频感应炉模拟转炉吹炼过程并结合生产试验得... 水钢采用低比例的钒钛矿高炉炼铁,获得含有钒钛等微量元素的铁水,其性质既不同于一般铁水,也不同于高钒钛铁水,为了弄清这些微量元素对转炉炼钢工艺的影响,分析了钒钛钢渣的物相、熔化性,用高频感应炉模拟转炉吹炼过程并结合生产试验得知:1)普通铁水的碳焰温度为1 370~1 400℃,水钢铁水的碳焰温度为1 400~1 430℃,比普通铁水高约30℃;2)在较小的供氧速度下,铁水中的钛、硅、锰可与碳分阶段氧化;3)含有TiO2炉渣的发泡能力、储泡能力强于不含TiO2的炉渣,炉渣中的CO反应性气泡使炉渣的发泡更加严重;4)在转炉吹炼前中期,炉渣中过高的FeO、较低的碱度,炉渣中大量的C-FeO反应,以及含有TiO2炉渣的储泡性质,是喷溅的主要原因。 展开更多
关键词 转炉 炼钢 铁水 钒钛 泡沫化 喷溅
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DH36高强度船板钢综合强化机理 被引量:6
18
作者 吴建中 杨文晟 +3 位作者 郭汉杰 于梦曦 石骁 段生朝 《有色金属科学与工程》 CAS 2017年第4期19-25,90,共8页
DH36船板钢是我国目前运用较为广泛的高强度船体结构用钢,利用碳复型、XRD衍射、TEM观察分析等方法,对控轧控冷后DH36钢中纳米析出物的类型、形貌、尺寸和数目等进行详细的讨论分析,结果表明:DH36钢中的析出物组织形貌多为规则的方形,... DH36船板钢是我国目前运用较为广泛的高强度船体结构用钢,利用碳复型、XRD衍射、TEM观察分析等方法,对控轧控冷后DH36钢中纳米析出物的类型、形貌、尺寸和数目等进行详细的讨论分析,结果表明:DH36钢中的析出物组织形貌多为规则的方形,其组成为(Ti,Nb)(C,N);试验DH36钢中析出的碳氮化物占基体的体积分数为0.009 57%,总的析出强化贡献为211.24 MPa;细晶强化为212.30 MPa;固溶强化为122.93 MPa;位错强化为134.43 MPa. 展开更多
关键词 DH36船板钢 析出强化 固溶强化 细晶强化 位错强化
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预热温度对钢包盛钢时的内衬温度及应力影响 被引量:6
19
作者 程本军 李鹏飞 +1 位作者 谭慎迁 赵启成 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期39-43,共5页
为了确定合适的钢包烘烤预热温度,以某钢厂90 t整体铝镁浇注料钢包为原型进行数值模拟,利用有限元分析软件ANSYS,采用间接耦合法进行计算,得出了不同烘烤预热温度工况下,钢包盛钢时的内衬温度变化及应力分布.结果表明:提高钢包预热温... 为了确定合适的钢包烘烤预热温度,以某钢厂90 t整体铝镁浇注料钢包为原型进行数值模拟,利用有限元分析软件ANSYS,采用间接耦合法进行计算,得出了不同烘烤预热温度工况下,钢包盛钢时的内衬温度变化及应力分布.结果表明:提高钢包预热温度可以降低钢包内衬的温升及钢液温降幅度,减小钢包内衬的温度梯度,减少内衬材料受热应力所引起的热震破坏,从而延长钢包使用寿命.综合考虑钢包内衬水分排除、节能及热应力分布等因素,钢包预热温度取1 173~1 273 K最佳;钢包底部的烘烤预热温度应提高到1 373 K. 展开更多
关键词 预热温度 钢包 数值模拟 应力分布
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GCr15轴承钢连铸过程中热物性参数的研究 被引量:9
20
作者 李晓滨 丁桦 唐正友 《材料与冶金学报》 CAS 2010年第4期241-244,254,共5页
借鉴前人实验数据,采用一定的数学方法,对轴承钢的热物性参数进行了研究.结果表明:GCr15轴承钢的液相线温度为1 465.7℃,固相线温度为1 328.4℃,零强度温度为1 380℃左右,零塑性温度为1 330℃左右;在固相区、液固两相区、液相区分别采... 借鉴前人实验数据,采用一定的数学方法,对轴承钢的热物性参数进行了研究.结果表明:GCr15轴承钢的液相线温度为1 465.7℃,固相线温度为1 328.4℃,零强度温度为1 380℃左右,零塑性温度为1 330℃左右;在固相区、液固两相区、液相区分别采用不同的公式进行处理,可使结果更加准确,还避免了奇异性.研究结果可为轴承钢连铸工艺有限元模拟提供基础. 展开更多
关键词 轴承钢 连铸 热物性 有限元
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