幅/频/相联合调制非稳态电磁搅拌下液相金属流动的时空演化行为及其对凝固过程的影响
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:U1860107
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:52.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E04.矿业与冶金工程
- 结题年份:2021
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:李彬; 卢海彪; 汪渊源; 张成川; 易天浩; 孙晓辉; 陈望;
- 关键词:
项目摘要
It is a widely applied technology by imposing varies kinds of magnetic fields during liquid metal solidification process in order to promote liquid convection and control its solidified structure. How about the mechanisms of liquid metal flow affect the solidification process and how to optimize the magnetic fields parameters and obtain a better flow state in the liquid phase in order to satisfy the solidification requirement? These are two key problems and hot points which attract continuous attention in the electromagnetic process of material field...This proposal will develop a new kind of magnetic field, which named tailored magnetic and characterized by combination modulation of amplitudes, frequencies and phases angle of a multi-phase alternating magnetic field. Following profound research are expected to be completed: (1) A power generator whose amplitudes, frequencies and phases angle can be modulated separately or combined will be designed and fabricated. (2) The spatial and temporal dynamic behavior of liquid metal fluid flow under this kind of tailored magnetic field will be measured by a specially designed physical modeling system applying low melting point liquid metal by ultra-sonic Doppler velocity meter. (3) As a simulator of solidification process in continuous casting technology, a specially designed physical modeling system will be developed in order to examine the effects of this so called tailored magnetic field on solidification quality characterized by columnar to equiaxed transition (CET), segregation and so on. (5) A totally coupled multi-physics mathematic model including magnetic fields, flow field and solidification will be established and solved. The mathematic model will be validated by comparing with the experimental results...The research of this proposal will shed light on some key problem on the relationship between flow field and solidification process. From scientific point of view, a general picture about the mechanisms of liquid phase flow affect the solidification process will form. On the other hand, from the technological point of view, a new way for control the continuous casting solidification process by applying the tailored magnetic field will develop in order to improve the solidification quality.
在金属材料凝固过程中,采用电磁场驱动液相金属流动,进而对凝固过程进行控制,有着非常广泛的应用。但液相流动对凝固过程的影响机制何在?如何根据凝固过程的特定要求,通过磁场的参数定制来设计并实现精准可控的液相流动?这两个十分关键且相互关联的基本科学问题,是学术界持续关注的热点。本项目基于磁流体力学原理,提出采用幅/频/相联合调制为特征的非稳态电磁搅拌作为金属液驱动手段,基于超声多普勒测速仪实验测量并重构表征流场,结合电磁场-流场-温度场多场耦合数值模拟和理论分析,系统研究在幅/频/相各参数单独或联合调制情况下,液态金属流动的时空演化行为,厘清液相金属流动演化规律,通过精心设计的磁场来“精准控制“凝固金属中液相流动,并达到优化控制凝固的目的;在此基础上,主要以连铸电磁搅拌为技术原型,从均匀凝固坯壳生长、促进等轴晶形成、抑制宏观偏析等角度出发,给出优化的电磁搅拌参数和技术原型。
结项摘要
本项目围绕连铸过程中磁场对液态金属流动以及液态金属流动对凝固过程的影响,展开了深入系统地研究。实验研究方面:建立了电磁场下连铸物理模拟实验平台,采用超声多普勒测速仪测量并重构了电磁场作用下结晶器内的二维流场,为数值模拟提供了验证支撑。数值模拟方面:(1)发展了一套结晶器电磁控流的参数优化体系,系统考察了电磁搅拌作用下结晶器内流场变化,以及钢液流动对多方面铸坯质量问题的综合影响,确定了特定坯型宽度与拉速条件下有望实现结晶器内最佳流场的优化搅拌电流,并在国内多个钢厂上线验证,极大地提升了铸坯的表面质量;(2)基于对前期电磁搅拌的认识,为了降低电磁搅拌带来负面影响,创新性地提出了复合型板坯连铸电磁控流技术(上部:电磁搅拌,下部:电磁制动)的概念,该技术综合了上述两种电磁控流技术的优点,极大地降低了电磁搅拌下的卷渣行为及提高了夹杂物的去除效率;(3)基于CAFÉ模型,建立电磁搅拌与铸坯凝固组织的关系,分析搅拌强度对等轴晶率,晶粒尺寸,的关系;(4)在带钢热镀锌领域,利用行波磁场驱动锌锅面渣运动,提高了驱渣效率。
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(5)
专利数量(7)
Physical Modeling of Asymmetrical Flow in Slab Continuous Casting Mold due to Submerged Entry Nozzle Clogging with the Effect of Electromagnetic Stirring
电磁搅拌作用下浸入式水口堵塞导致板坯连铸结晶器不对称流动的物理模型
- DOI:10.2355/isijinternational.isijint-2018-866
- 发表时间:2019-01-01
- 期刊:ISIJ INTERNATIONAL
- 影响因子:1.8
- 作者:Li, Bin;Lu, Haibiao;Lei, Zuosheng
- 通讯作者:Lei, Zuosheng
Influence of EMS on Asymmetric Flow with Different SEN Clogging Rates in a Slab Continuous Casting Mold
EMS对板坯连铸结晶器中不同SEN堵塞率非对称流动的影响
- DOI:10.3390/met9121288
- 发表时间:2019-12-01
- 期刊:METALS
- 影响因子:2.9
- 作者:Li, Bin;Lu, Haibiao;Lei, Zuosheng
- 通讯作者:Lei, Zuosheng
Shape oscillation of a sessile drop under the effect of high frequency amplitude-modulated magnetic field
高频调幅磁场作用下坐滴的形状振荡
- DOI:10.1063/1.5085249
- 发表时间:2019-05
- 期刊:Physics of Fluids
- 影响因子:4.6
- 作者:Zhu Hong da;Lei Zuo sheng;Zhang Li jie;Guo Jia hong
- 通讯作者:Guo Jia hong
Numerical investigation of bubble dynamics and heat transfer in subcooling pool boiling under low gravity
过冷池低重力沸腾气泡动力学与传热数值研究
- DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.096
- 发表时间:2019
- 期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer
- 影响因子:5.2
- 作者:Yi Tian Hao;Lei Zuo Sheng;Zhao Jian Fu
- 通讯作者:Zhao Jian Fu
微重力池沸腾中的气泡和传热行为数值模拟
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:空间科学学报
- 影响因子:--
- 作者:易天浩;陈超越;雷作胜;赵建福
- 通讯作者:赵建福
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
金属液中气泡行为的测量技术
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:计量技术
- 影响因子:--
- 作者:雷作胜
- 通讯作者:雷作胜
Physical Simulation on the Liquid Metal Flow in FC- Mold of Slab Continuous Casting
板坯连铸FC结晶器内液态金属流动物理模拟
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Advanced Materials Research
- 影响因子:--
- 作者:雷作胜
- 通讯作者:雷作胜
软接触结晶器电磁连铸技术研究现状
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:钢铁研究学报
- 影响因子:--
- 作者:雷作胜;邓康;李伟轩;任忠鸣
- 通讯作者:任忠鸣
高频调幅交变电磁场中金属液滴悬浮振荡特性的数值模拟分析
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:上海大学学报
- 影响因子:--
- 作者:朱宏达;雷作胜;郭加宏
- 通讯作者:郭加宏
钢液中气泡上浮去除夹杂物的研究现状
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:上海金属
- 影响因子:--
- 作者:雷作胜;韩欣;金小礼;任忠鸣;邓康;郭浩
- 通讯作者:郭浩
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
雷作胜的其他基金
磁重力补偿下晶态泡沫金属材料制备过程动力学
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
磁重力补偿下冶金熔体/溶液中气泡动态行为基础研究
- 批准号:51274137
- 批准年份:2012
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
高速连铸结晶器内氩气泡/钢水/凝固坯壳相互作用行为研究
- 批准号:50874133
- 批准年份:2008
- 资助金额:28.0 万元
- 项目类别:联合基金项目
温度波动对连铸坯表面振痕及相关缺陷形成的影响研究
- 批准号:50604010
- 批准年份:2006
- 资助金额:29.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}