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rolyte.Therefore,thekeytoenhancethecyclestabilityoftheLa-Mg-Nisystem(PuNi3-type)hydrogenstoragealloyadvancestheanti-oxidationandcorrosioncapabilitiesofthesurfaceofthealloy.Keywords:Rapidlyquenched,La-Mg-Nisystem(PuNi3-type)Hydrogenstoragealloy,Microstructure,Cyclestability
论文题目:CSP薄板坯连铸连轧层流冷却过程温度场数值模拟
NumericalSimulationforTemperatureFieldofCSPThi
SlabContinuousCastingandRollingLaminarCooling
研究生姓名:李东锋
导师姓名:曹建刚教授
专业:材料加工工程
摘 要:
薄板坯连铸连轧技术目前已进入工业大生产行列,并取得显着的经济效益,有着广阔的发展前景.因此对与此技术相关的课题的研究有着十分重要的意义.
CSP生产线上常用的冷却方式是层流冷却.热轧后的层流冷却过程不仅降低了板带温度,更为重要的是奥氏体的分解基本在此过程中发生.根据冷却制度的不同,热轧后的变形奥氏体可以转变为不同的组织和不同的晶粒尺寸.所以层流冷却过程是CSP生产过程中十分重要的环节.
本论文针对包头钢铁集团公司的CSP层流冷却生产线的实际情况,综合分析了在层流冷却过程中热轧钢板的换热情况.热轧钢板从精轧机出来到地下卷取机之间的冷却过程可以分成喷淋水冷却段与空冷段两部分分别加以考虑.在喷淋水冷却段根据冷却水与热轧钢板的实际换热情况,又将其细分为冲击区与非冲击区两部分分别加以对待.最终得出各种换热条件下的换热系数经验公式,将其作为温度场数值模拟计算中的边界条件.
在数值计算中,奥氏体分解所释放的相变潜热采取等价比热容法进行处理.材料的热物性参数,除密度受温度影响不大取为常数之外,其他参数都作为温度的函数进行处理.
温度场数值模拟计算的结果表明:在层流冷却过程中所释放的相变潜热使轧件卷取温度明显升高,随着轧件厚度的增加,内外冷却不均,轧件内外温差明显增大,轧件的运行速度增加使卷取温度升高的原因主要是冷却时间的减少,而不是换热系数的增大,增大冷却水的水流密度,降低冷却水的温度都会使轧件与冷却水之间的换热系数增大,从而使轧件的卷取温度降低,但相比之下,冷却水温度的降低对换热的影响更为剧烈.
关 键 词:CSP层流冷却温度场数值模拟
ABSTRACT
Thinslabcontinuouscastingandrollingtechnologyhasalreadyenteredtheindustrialgreatproductionranksatpresent,andhasmaderemarkableeconomicbenefits.Ithasaverywidedevelopmentprospects.Sostudyingthesubjectcorrelatingwiththistechnologyhasveryimportantmeaning.
LaminarcoolingismonlyusedonCSPproductline.ItisaveryimportantlinkinCSPproductprocess.Laminarcoolingafterthehotrollingreducedthetemperatureoftheplate,andthemoreimportantthingisthattheaustenitewasmostlydeposedinthiscourse.Accordingtothecoolingsystem,theaustenitecanbechangedintodifferentanization,andmayhavedifferentsizeofcrystallinegrain.Sowecancontroltheanizationformandsizeofcrystallinegrainofthefinishedproductbythecontrolledcooling,andgetbetterprehensiveproperties.
BasedonthelaminarcoolinglineoftheCSPplantofBaotouIron&,SteelGroupCompany,theheattransferconditionswasprehensivelyanalyzed.Betweenthefinemillandthedowncoiler,thecoolingcoursewasdividedintoaircoolingandwatercooling.Accordingtotheactualheattransfercondition,thewatercoolingcoursewasdividedintoimpingementregionandparallelflowregion.Finally,thecoefficientsexperienceformulawasget.Anditwasusedinthetemperaturefieldnumericalsimulatecalculationasboundaryconditions.
Duringthecalculation,thelatentheatwasdealtwithspecificheatcapacitylaw.Exceptthematerialdensity,theotherthermalphysicalparametersweredealtasthefunctionoftheplatetemperature.
Theresultofthenumericalsimulatecalculationshows:Thelatentheatreleasedduringthelaminarcoolingmakethecoilingtemperatureincreasedobviously,Ifthethicknessoftheplateenhanced,thetemperaturefieldturnedtomoreuneven,Highertransportspeedwillmakethecoilingtemperatureincreased.Theprimaryreasonofitisreducedthecoolingtime.Increasethespraywaterdensityordecreasethetemperatureofcoolingwaterwillraisetheheattransfercoefficients.Asaresultthecoilingtemperaturewasdescended.Bycontrast,thechangeofwatertemperaturehasmoreviolentinfluenceontheheattransfercoefficients.
Keywords:CSPlaminarcoolingtemperaturefieldnumericalsimulation
论文题目:多流低频电磁铸造铝合金理论及实验研究
TheoreticalandExperimentalStudyoftheMulti-strand
Low-frequencyElectromagicCastingofAluminumAlloy
研究生姓名:谢麒麟
导师姓名:麻永林教授
协助导师:李建超讲师
专业:材料加工工程
摘 要:
低频电磁铸造(CREM)是铝合金成型的一种新兴工艺,它能显着提高铝合金铸锭的性能和质量.本文首先研究了直接冷却半连续铸造过程的温度场,并在此基础上对多流低频电磁铸造各铸流磁场之间的相互影响进行了数值模拟.
通过在铸锭中埋入热电偶,测定了直接冷却半连续铸造过程中Ф100mm的铝合金铸锭近表面的动态温度,采用逆向法计算出了其水冷段的换热系数,该水冷换热系数是铸锭表面温度的函数.开始时随着铸锭表面温度的降低,换热系数逐渐增大,在温度由400℃降至130℃的过程中,换热系数急剧增大,温度在130℃左右时达到最大,其最值大约为23000W/(m2·K),当温度继续降低时,铸锭表面换热系数又迅速减小.文中对换热系数的变化进行了理论分析.
针对所做实验的实际浇铸工艺,建立了直接冷却半连续铸造凝固过程的三维有限元模型,首先对Ф100mm的铝合金圆锭凝固过程进行了模拟,并将模拟结果与实测结果进行了比较,以此来验证模型的正确性,然后采用该模型来模拟Ф174mm的铝合金圆锭的凝固过程,着重研究了凝固过程中铸锭液相穴深度的变化.当浇注温度为690~710℃,拉速为90~100mm/min时,液相穴深度在65mm到85mm之间,浇注温度每增加10℃,液相穴要相应增加4~5mm,拉速每增加5mm/min,液相穴深度相应增加约3~4mm.最后研究了铸锭出结晶器时的坯壳厚度.
根据Ф174mm铝合金圆锭直接冷却过程中液相穴深度的变化,初步确定了低频电磁铸造铝合金圆锭感应线圈的安放位置,然后采用当前大型数值模拟软件ANSYS模拟了单流与多流低频电磁铸造铝合金过程的电
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