連鑄電磁攪拌和電磁制動的理論及實踐

內(nèi)容概要

　　《連鑄電磁攪拌和電磁制動的理論及實踐》從連鑄電磁冶金技術(shù)出發(fā)，結(jié)合連鑄電磁冶金理論，采用先進的數(shù)值計算方法，模擬分析了各種電磁攪拌技術(shù)及其攪拌設(shè)備，如：方圓坯電磁攪拌、小方坯電磁攪拌、大方坯電磁攪拌、圓坯電磁攪拌等。書中重點介紹了目前鋼鐵工業(yè)上比較成熟的連鑄電磁冶金技術(shù)，主要包括電磁攪拌技術(shù)和電磁制動技術(shù)，模擬分析了各種技術(shù)在二冷區(qū)和結(jié)晶器中的應(yīng)用以及工業(yè)實踐?！哆B鑄電磁攪拌和電磁制動的理論及實踐》是作者十幾年來對電磁理論及其在連鑄領(lǐng)域應(yīng)用研究的結(jié)晶，具有很強的參考價值。

作者簡介

王寶峰，1965年4月出生，內(nèi)蒙古科技大學(xué)教授。1988年畢、業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院（現(xiàn)北京科技大學(xué)）金屬壓力加工系，獲工學(xué)碩士學(xué)位。1997年留學(xué)于加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)，師從國際著名的連鑄專家J.K.Brimacombe和I.V Samarasekera。2007年當選中國金屬學(xué)會連鑄分會“連鑄理論與新技術(shù)委員會”主任委員。歸國后從事鋼鐵連鑄關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研究開發(fā)，與各鋼鐵企業(yè)進行了廣泛的技術(shù)合作。將電磁冶金理論成功應(yīng)用于高端裝備制造，開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的？磁攪拌成套設(shè)備，被列為科技部重點推廣新產(chǎn)品。成功開發(fā)了連鑄過程中各種結(jié)晶器錐度測試儀及保護渣自動加入設(shè)備，填補了國內(nèi)空白。近5年來承擔國家科技支撐計劃2項，內(nèi)蒙古科技創(chuàng)新引導(dǎo)獎勵計劃項目2項及內(nèi)蒙古自然基金項目多項，獲得專利3項，發(fā)表文章200余篇。獲國家科技進步二等獎、內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進步一等獎及冶金科技進步三等獎各1項。李建超，1970年6月出生，內(nèi)蒙古科技大學(xué)副教授。2006年畢業(yè)于東北大學(xué)材料加工工程專業(yè)，獲得博士學(xué)位。2007年當選中國金屬學(xué)會連鑄分會“連鑄理論與新技術(shù)委員會”委員兼秘書。從事鋼鐵高效連鑄及電磁冶金技術(shù)的研究工作，近些年來與各鋼鐵企業(yè)進行了廣泛的技術(shù)合作。近5年來參加國家科技支撐計劃2項，內(nèi)蒙古科技創(chuàng)新引導(dǎo)獎勵計劃項目2項，承擔教育部“春暉計劃”項目1項，內(nèi)蒙古自然基金項目2項，發(fā)表文章30余篇。

書籍目錄

1 緒論1.1 國內(nèi)外連鑄技術(shù)的發(fā)展概況1.1.1 國外連鑄技術(shù)發(fā)展簡要回顧1.1.2 我國連鑄技術(shù)的發(fā)展概況1.2 電磁冶金理論的研究1.3 電磁技術(shù)在連鑄生產(chǎn)中的應(yīng)用1.3.1 電磁攪拌技術(shù)1.3.2 電磁制動技術(shù)參考文獻2 連鑄電磁冶金理論2.1 電磁場控制方程的表述2.1.1 電磁場的基本模型2.1.2 單連通域渦？區(qū)求解模型建立2.1.3 多連通域渦流區(qū)求解模型建立2.2 流場分析模型的建立2.2.1 流場基本方程2.2.2 湍流模型2.3 金屬熔體與電磁場之間的交互作用2.3.1 磁流體力學(xué)近似2.3.2 磁流體力學(xué)基本方程參考文獻3 方（圓）坯電磁攪拌數(shù)值模擬及實踐3.1 結(jié)晶器電磁攪拌3.1.1 結(jié)晶器電磁攪拌的作用3.1.2 電磁攪拌的結(jié)構(gòu)形式3.1.3 結(jié)晶器電磁攪拌存在的問題3.2 方（圓）坯電磁攪拌工作原理3.2.1 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生3 2 2 旋轉(zhuǎn)磁場的方向3.3 電磁攪拌器結(jié)構(gòu)設(shè)計及結(jié)構(gòu)參數(shù)對攪拌效率的影響3.3.1 結(jié)構(gòu)對攪拌效率的影響3.3.2 電流頻率對攪拌效率的影響3.3.3 結(jié)晶器電導(dǎo)率對攪拌效率的影響3.3.4 電磁攪拌效率高低的判斷3.4 小方坯結(jié)晶器電磁攪拌的數(shù)值模擬3.4.1 電磁攪拌的計算方法3.4.2 模型的建立3.4.3 兩相四極電磁攪拌的結(jié)果分析3.4.4 三相六極電磁攪拌的結(jié)果分析3.4.5 兩種形式電磁攪拌器攪拌速度對比3.4.6 電流頻率對攪拌效果的影響3.4.7 結(jié)晶器電磁攪拌器的工業(yè)實踐3.5 大方坯結(jié)晶器電磁攪拌的數(shù)值模擬3.5.1 大方坯結(jié)晶器電磁攪拌模型的建立3.5.2 大方坯結(jié)晶器電磁攪拌的數(shù)值計算結(jié)果分析3.6 圓坯結(jié)晶器電磁攪拌的數(shù)值模擬3.6.1 圓坯結(jié)晶器電磁攪拌數(shù)學(xué)模型的建立3.6.2 圓坯結(jié)晶器電磁攪拌的數(shù)值模擬結(jié)果討論3.6.3 圓坯結(jié)晶器電磁攪拌的工業(yè)實踐3.7 組合電磁攪拌一一結(jié)晶器和凝固末端組合電磁攪拌3.7.1 最佳凝固末端攪拌器安裝位置的確定3.7.2 結(jié)晶器和凝固末端組合攪拌參數(shù)的確定3.7.3 結(jié)晶器和凝固末端組合攪拌的工業(yè)實踐3.8 電磁攪拌器的設(shè)備設(shè)計3.8.1 電磁攪拌器本體3.8.2 電磁攪拌器電源3.8.3 電磁攪拌器冷卻系統(tǒng)3.8.4 電磁攪拌器自動控制系統(tǒng)參考文獻4 板坯連鑄電磁攪拌技術(shù)4.1 電磁攪拌技術(shù)概述4.2 板坯電磁攪拌器的原理4.2.1 兩相電流板坯電磁攪拌器的原理4.2.2 三相電流板坯電磁攪拌器的原理4.3 板坯電磁攪拌器的結(jié)構(gòu)4.3.1 板坯連鑄二冷區(qū)電磁攪拌器的結(jié)構(gòu)4.3.2 板坯結(jié)晶器電磁攪拌器……5 板坯連鑄電磁制動技術(shù)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：水仍存在的過熱度會融化結(jié)晶前沿的部分枝晶，等軸晶形成所需要的能量起伏和結(jié)構(gòu)起伏得到充分滿足，這時就會發(fā)生柱狀晶向等軸晶的組織轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變區(qū)域，由于熱力學(xué)條件——溫度梯度的變化，會帶來結(jié)晶成分的變化，即偏析；而動力學(xué)條件的變化，即鋼水流動的劇烈沖刷，使晶粒結(jié)晶取向發(fā)生了顯著的變化，從柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)變，在顯微組織上就會顯示出晶向的變化，兩種晶向的巨大差別，會造成對光的反差，就是我們看到的白亮帶。對中高碳鋼來說，白亮帶會帶來負偏析，這是凝固條件變化帶來的必然結(jié)果。事實上，在生產(chǎn)實踐當中，電磁攪拌造成低碳鋼（碳含量小于0.1％）的白亮帶特別明顯，這類鋼的典型代表是G20和不銹鋼中的AIS1430；但是由于碳含量很低，在白亮帶區(qū)域，負偏析并不明顯。要減輕白亮帶所伴生的負偏析，需要改善攪拌區(qū)的凝固條件，即減小二冷區(qū)的冷卻強度，適當控制攪拌強度，攪拌速度達到0.4～0.6m／s即可。這樣對中碳鋼和低合金鋼的生產(chǎn)是有利的。對于高碳鋼（碳含量大于0.5％），其凝固特性與低碳鋼迥然不同，存在很寬的兩相區(qū)，即俗稱的“糊狀區(qū)”，而且越接近凝固末端，兩相區(qū)中固相比例越來越大，等軸晶形成的結(jié)構(gòu)起伏條件不斷得到改善。如果適當?shù)丶右詳嚢钑M一步在熱力學(xué)和動力學(xué)條件上促進等軸晶的形成。在觀察低倍組織時，就很難看到白亮帶，碳含量越高、斷面越大的鑄坯越是如此，這是被生產(chǎn)實踐反復(fù)證明了的。除鋼種的凝固特性外，結(jié)晶的熱力學(xué)條件也是這種現(xiàn)象的外因。末端攪拌位置通常離開了二冷區(qū)，冷卻強度大大降低，而且坯殼變厚，熱阻增大，溫度梯度減小，柱狀晶生長條件變?nèi)?，等軸晶出現(xiàn)的條件改善，其攪拌區(qū)域結(jié)晶取向變化不顯著，在顯微組織上看不到明顯的白亮帶也就正常了。但是，如果化驗攪拌區(qū)域兩側(cè)的碳含量，還會發(fā)現(xiàn)由于攪拌帶來的動力學(xué)條件變化會導(dǎo)致碳及其他元素含量的變化，也就是偏析。由于電磁攪拌帶來的凝固熱力學(xué)和動力學(xué)條件的變化，對于中高碳鋼，在攪拌區(qū)域會出現(xiàn)成分偏析，對于中低碳鋼會顯示出白亮帶，這是正常的，不會引起鋼材性能的惡化。正確地使用電磁攪拌并輔助以適當?shù)倪B鑄工藝，會抑制白亮帶所帶來的負偏析程度，其改善組織和減小偏析、穩(wěn)定鋼材性能的巨大作用是公認的。

編輯推薦

《連鑄電磁攪拌和電磁制動的理論及實踐》由冶金工業(yè)出版社出版。

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