电渣重熔空心钢锭过程的数值模拟

发布时间：2021-09-15 09:18

　　近年来,随着我国核电、石化、水电等能源领域的迅速发展,对其核心零部件筒形大锻件的尺寸要求越来越大、对质量要求越来高。空心钢锭由于其独特的组织和凝固特性,在生产大型筒形锻件具有普通钢锭无可比拟的优越性。电渣重熔是生产优质空心锭的有效方法之一,它可以保证金属良好的内部组织和高的铸态特性。电渣重熔空心钢锭工艺虽然具有许多显著的优点,但由于电渣重熔空心钢锭是一种新技术,国外对其研究才刚刚开始,国内也几乎没有对其较详尽的研究报道,实际生产数据少,需要对其所包含的科学问题进行深入的研究。本文在前人研究的基础上,从电磁场方程、流体流动方程和热量传输方程出发,建立了电渣重熔空心钢锭过程的数学模型,并利用ANSYS和CFX软件对整个模型进行求解,得到整个体系的电场、磁场、流场和温度场的分布规律特征。通过相关的电渣重熔空心钢锭实验,对数学模型进行了验证。本文从电渣重熔空心钢锭过程在生产中存在的实际问题出发,对其进行了相关的研究,旨在提高空心钢锭的表面质量和内部质量。对比分析了不同的渣高、电极插入深度、电极布置以及供电方式对电渣重熔空心钢锭过程的影响。不同的渣高、电极插入深度、电极数量及供电方式对重熔体系电... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 课题的研究意义和目的
    1.3 课题研究的主要内容
第2章 文献综述
    2.1 电渣冶金技术及其发展
        2.1.1 电渣重熔的原理及其凝固特点
        2.1.2 电渣重熔技术的优点和不足之处
        2.1.3 电渣重熔技术的发展
    2.2 空心钢锭生产技术及其发展
        2.2.1 空心钢锭的生产方法
        2.2.2 国内外空心钢锭的发展状况
    2.3 电渣重熔数值模拟研究状况
        2.3.1 国外对电渣重熔数学模拟的研究
        2.3.2 国内对电渣重熔数学模拟的研究
    2.4 文献评述
第3章 电渣重熔过程的数学模型的建立
    3.1 计算方法和基本假设
        3.1.1 计算方法
        3.1.2 基本假设
    3.2 控制方程
        3.2.1 电磁场传输方程
        3.2.2 流体流动控制方程
        3.2.3 热量传输方程
    3.3 边界条件
        3.3.1 电场边界条件
        3.3.2 磁场边界条件
        3.3.3 温度场边界条件
        3.3.4 渣池的对流传热
        3.3.5 金属熔滴的传热计算
        3.3.6 凝固潜热热处理
    3.4 有限元模型及网格划分
        3.4.1 有限元模型
        3.4.2 网格划分
    3.5 材料的物性参数及工艺参数
第4章 模型计算及结果分析
    4.1 模型验证
    4.2 不同工艺参数对结果的影响
        4.2.1 渣池深度
        4.2.2 电极插入深度
        4.2.3 电极布置
        4.2.4 供电方式
    4.3 最优工艺参数分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
作者简介
论文包含图表、公式及文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国无缝钢管生产和装备的发展历程及今后的发展思考[J]. 殷国茂.  钢管. 2011(06)
[2]我国钢管工业进入调整期后的思考——中国金属学会轧钢学会钢管学术委员会常务副主任委员兼秘书长成海涛2010年11月3日在钢管学会五届六次年会上的工作报告（节选）[J]. 成海涛.  钢管. 2010(06)
[3]加快调整结构和淘汰落后步伐 实现钢管行业科学发展——中国钢结构协会钢管分会理事长严泽生2010年4月8日在钢管分会五届二次理事（扩大）会议上的讲话（节选）[J]. 严泽生.  钢管. 2010(03)
[4]电渣熔铸中渣池深度对金属熔池深度影响的有限元模拟[J]. 钱凤娟,耿茂鹏,饶磊.  南昌大学学报(理科版). 2006(06)
[5]电渣熔铸中渣池中心高温区的模拟与实验研究[J]. 饶磊,耿茂鹏,马新生,尧军平,张莹.  铸造技术. 2006(01)
[6]电渣重熔钢锭凝固过程数学模拟软件[J]. 陈元元,刘喜海,李宝宽.  钢铁研究学报. 2005(06)
[7]国内外电渣重熔技术的发展与展望[J]. 潘秀兰,王艳红,梁慧智.  鞍钢技术. 2005(02)
[8]空心钢锭的制造技术[J]. 许天华.  一重技术. 2004(02)
[9]21世纪电渣冶金的展望[J]. 李正邦.  炼钢. 2003(02)
[10]空心钢锭制造技术在一重的发展概况及应用前景[J]. 陈玉明,宋雷钧,赵长春,王欢,韩学三.  大型铸锻件. 2002(02)

硕士论文
[1]无芯法连续生产空心钢锭过程中相界面控制技术初步研究[D]. 柴美厚.重庆大学 2005



本文编号：3395816