检索结果-南通市图书馆

同方期刊数据库

结构化网格快速生成工具的开发及其在冶金模拟仿真中的应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工程科学学报 2024年第2期46卷 218-229页

作者：张江山刘昱宏杨树峰李东岳赵梦静李京社刘青北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 东岳流体有限公司北京100195 中国国际工程咨询有限公司冶金建材业务部北京100048

结构化网格在模拟计算高精度、复杂问题时具有更高的计算准确度和更好的收敛性,但其划分难度大且耗时较长,如何快速生成高质量结构化网格是进行CFD(Computational fluid dynamics)等模拟计算领域的前沿问题.根据冶金容器的几何结构特征... 详细信息

结构化网格在模拟计算高精度、复杂问题时具有更高的计算准确度和更好的收敛性,但其划分难度大且耗时较长,如何快速生成高质量结构化网格是进行CFD(Computational fluid dynamics)等模拟计算领域的前沿问题.根据冶金容器的几何结构特征,引入了参数一体化建模+网格划分的理念,利用Python脚本快速批处理数据和开源CFD软件OpenFOAM的优势,成功开发了适用于冶金反应器的网格快速生成工具.以钢包–中间包–结晶器及其附属连接装置为例,进行了案例分析测试.结果表明,该工具软件生成的结构化网格在扭曲度和正交性等方面质量较高,可以满足各类模拟仿真的需求.该工具在解决冶金容器几何结构更新和网格分布调整方面相比于传统前处理方法可以在几十秒内快速生成高质量结构化网格.此外,开发了便于用户使用的图形用户界面,界面中仅需输入关键的几何结构和网格参数,即可对冶金容器快速便捷地生成相应的结构化网格,有效提升了前处理的简易度和效率.这一工具软件有望应用于冶金数字化和智能化转型发展的多种场景,并为其提供有效的软件支撑.

关键词：结构化网格参数化模拟仿真工具软件数智化

基于“炉-机对应”的炼钢-连铸排产灰狼优化模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工程科学与技术 2024年

作者：陈博邵鑫张江山高山李宏辉刘青北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室莱芜钢铁集团银山型钢有限公司

针对多品种、小批量、多规格、高质量的生产订单导致的前后工序/设备作业周期不匹配、炼钢-连铸区段复杂车间布局导致炉次在工序/设备前等待时间过长影响生产顺行等问题，本文采用引入“炉-机对应”策略的灰狼优化算法，开展炉次在工序... 详细信息

针对多品种、小批量、多规格、高质量的生产订单导致的前后工序/设备作业周期不匹配、炼钢-连铸区段复杂车间布局导致炉次在工序/设备前等待时间过长影响生产顺行等问题，本文采用引入“炉-机对应”策略的灰狼优化算法，开展炉次在工序/设备前等待时间最短的排产问题研究，建立浇次计划内炉次总等待时间最短为优化目标的炼钢-连铸过程排产模型，求解过程考虑了车间布局和运输时间因素，并设置炉次等待时间约束因素，当某一炉次在某道工序等待时间超过约束值，则对当前炉次重新求解排产计划。通过对某无精炼跨大中型炼钢厂的实际生产计划仿真研究，结果表明：本文提出的基于“炉-机对应”的改进灰狼优化算法性能优于启发式算法和遗传算法，针对某炼钢厂产量占比超过80%的四炉对三机的生产运行模式，本文模型计划内炉次总等待时间平均减少20%，工序等待时间超过30分钟的炉次占比降低3%，前后工序炉机匹配度明显提升：以4号精炼炉对应4号连铸机产线为例，层流式“一一对应”的钢水占比由45%提升至51%，为炼钢厂复杂排产提供了解决方案。

关键词：炼钢-连铸排产计划灰狼算法炉-机对应

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

底吹氩钢包内废钢熔化行为的数值模拟

工程科学学报 2024年第5期46卷 822-834页

作者：张利超方庆周文浩王家辉余刚张华倪红卫武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室武汉430081 湖南华菱湘潭钢铁有限公司湘潭411101

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.... 详细信息

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.有底吹氩时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢中心温度上升速率相较于无底吹氩时分别提高了7.06、6.51和3.73 K·s^(-1),熔化速率分别增加了0.92、0.88和0.28 cm^(3)·s^(-1),熔化时间分别缩短了17、15和3 s.板形废钢初始温度由300升到1000 K时,其熔化速度由2.97提高到3.26 cm^(3)·s^(-1),熔化时间缩短了3 s.底吹氩流量显著影响废钢熔化速度,当氩气流量由100增至200 L·min^(-1)时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢熔化时间分别由44减小到35 s、42减小到34 s及34减小到31 s.

关键词：钢包废钢熔化底吹氩比表面积数值模拟

同方期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

轻量化氧化铝孔结构特征对材料性能的影响

钢铁研究学报 2024年

作者：郭童双丁军邓承继余超祝洪喜武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

为研究轻量化过程中气孔对材料性能的影响，制备了具有不同孔结构参数的多孔氧化铝，并利用压汞仪和CT扫描技术对材料孔结构进行表征，采用灰色理论研究了孔结构变化对材料性能的影响。结果表明，随着材料气孔率的提高，其体积密度逐渐... 详细信息

为研究轻量化过程中气孔对材料性能的影响，制备了具有不同孔结构参数的多孔氧化铝，并利用压汞仪和CT扫描技术对材料孔结构进行表征，采用灰色理论研究了孔结构变化对材料性能的影响。结果表明，随着材料气孔率的提高，其体积密度逐渐下降，且多孔氧化铝的耐压强度和导热系数显著降低。不同孔径区间对材料性能影响存在较大差异，孔径分布小于1.5 μm的孔对材料耐压强度和导热系数影响最大，而孔径分布大于150 μm的孔对材料的性能影响最小。因此，在材料轻量化的过程中，提高孔径分布在小于1.5 μm孔的占比更有利于提升材料的综合性能。

关键词：轻量化多孔氧化铝 CT扫描技术孔径分布灰色理论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

LF精炼炉双孔差流量底吹模式优化物理模拟

工业加热 2024年第3期53卷 20-26页

作者：和炳昶信自成张江山吴军李立民刘青北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 宝钢集团新疆八一钢铁有限公司新疆乌鲁木齐830022

以国内某钢厂LF精炼炉为研究对象构建了1∶4的水模型,对比研究了双孔等流量底吹和双孔差流量底吹两种模式,并采用响应面法构建了弱底吹流量、强底吹流量和液面高度三因素的钢水混匀时间预测模型,运用该模型得出了差流量底吹模式的最优... 详细信息

以国内某钢厂LF精炼炉为研究对象构建了1∶4的水模型,对比研究了双孔等流量底吹和双孔差流量底吹两种模式,并采用响应面法构建了弱底吹流量、强底吹流量和液面高度三因素的钢水混匀时间预测模型,运用该模型得出了差流量底吹模式的最优底吹流量方案。结果表明,双孔差流量底吹模式的混匀效果优于双孔等流量底吹模式;构建的差流量底吹模式混匀时间预测模型拟合效果较好;双孔差流量底吹模式下的混匀时间受到强底吹流量和弱底吹流量的交互作用影响;采用所建模型预测混匀时间与实测值误差均在4%以内。验证了双孔差流量底吹模式相较于等流量底吹模式具有更高的混匀效率,表明了基于响应面法对双孔差流量底吹模式的优化是可行的。

关键词：钢包炉水模拟混匀时间响应面法双孔差流量底吹

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高炉富氢热储备区矿焦匹配关系模拟研究

炼铁 2024年第3期43卷 60-65页

作者：谢师威王德全余雪峰刘燕军邓勇薛庆国北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 德龙钢铁有限公司河北邢台054009 河北省热轧板带钢技术创新中心河北邢台054009 华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

通过建立高炉热储备区CO、H_(2)混合气体还原FeO矿球未反应核模型,探究煤气利用率与温度的关系,进而得到不同H_(2)含量时,矿球还原性与焦炭反应性的匹配关系。结果表明:①还原性气体全为CO时,对于单一种矿球来说,随着热储备区温度的降低... 详细信息

通过建立高炉热储备区CO、H_(2)混合气体还原FeO矿球未反应核模型,探究煤气利用率与温度的关系,进而得到不同H_(2)含量时,矿球还原性与焦炭反应性的匹配关系。结果表明:①还原性气体全为CO时,对于单一种矿球来说,随着热储备区温度的降低,煤气利用率受动力学和热力学共同作用,呈现升高后降低的趋势,有一个煤气利用率最大值;②富氢时,对同一种矿球来说,随着H_(2)含量的增加,在温度为950~1000℃时,煤气利用率整体升高,煤气利用率最大值对应的温度也升高;③矿球还原性越高,匹配的焦炭反应性越高,H_(2)含量增加1%,焦炭反应性指数需降低0.42%。

关键词：高炉富氢热储备区矿石还原性焦炭反应性

Cr3和Cr5系支承辊大型锻件脱氧工艺研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

江西冶金 2024年第1期44卷 25-33页

作者：何川张延玲王冠博戴乐张威风石如星北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 洛阳中重铸锻有限责任公司洛阳471039

由于Cr3和Cr5系支承辊钢液中铬含量增加会抑制铝脱氧反应的进行。本文以Cr3和Cr5系支承辊冶金过程中脱氧工艺为研究背景,通过实验室脱氧实验,利用FactSage 8.1软件计算Cr3和Cr5系轧辊钢中氧含量,绘制铝脱氧平衡曲线,将Wagner模型与炉渣... 详细信息

由于Cr3和Cr5系支承辊钢液中铬含量增加会抑制铝脱氧反应的进行。本文以Cr3和Cr5系支承辊冶金过程中脱氧工艺为研究背景,通过实验室脱氧实验,利用FactSage 8.1软件计算Cr3和Cr5系轧辊钢中氧含量,绘制铝脱氧平衡曲线,将Wagner模型与炉渣共存理论相结合,建立了钢渣反应模型,探讨铬含量对钢液中铝脱氧效果的影响。结果表明,钢液中铬含量在一定范围内增加会抑制铝脱氧反应进行;在精炼过程中,当Cr3系支承辊中铝含量控制在0.03%左右、Cr5系支承辊中铝含量控制在0.05%左右时,可将氧含量有效控制在10^(-5)以下;而与之相匹配的最佳炉渣成分的碱度为2.5~3.0,w(Al_(2)O_(3))>20%。

关键词：轧辊钢脱氧工艺铬含量钢渣反应模型炉渣共存理论

EH500特厚海洋工程用钢多相组织调控及对性能的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工程科学学报 2024年第11期46卷 2017-2025页

作者：高擎李骞白丽琴肖大恒周文浩于青谢振家尚成嘉华菱湘潭钢铁有限公司湘潭411100 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

特厚钢板心部轧制压缩比低和中心偏析的存在,导致其心部低温韧性差,这大大限制了高强度特厚钢板的应用.针对具有严重中心偏析的100 mm厚EH500海洋工程用钢,系统研究了两步临界热处理对多相组织调控及性能的影响.结果表明,实验钢经过740... 详细信息

特厚钢板心部轧制压缩比低和中心偏析的存在,导致其心部低温韧性差,这大大限制了高强度特厚钢板的应用.针对具有严重中心偏析的100 mm厚EH500海洋工程用钢,系统研究了两步临界热处理对多相组织调控及性能的影响.结果表明,实验钢经过740℃两相区临界退火,其屈服强度和抗拉强度分别为540 MPa和869 MPa,其延伸率和-40℃低温韧性很低,分别仅为5.1%和14 J.再经过600、660和680℃回火后,实验钢强度相差不大,屈服强度介于528~551 MPa,抗拉强度介于687 MPa~730 MPa.而实验钢的延伸率和低温韧性随着回火温度的升高先提高后下降,660℃回火时塑韧性最佳,延伸率达30.6%,-40℃夏比冲击功为163 J.显微组织表征结果表明,实验钢740℃两相区退火后显微组织为临界铁素体和马氏体组织,再经过600℃回火获得了临界铁素体、回火马氏体和细小碳化物的多相组织.回火温度为660℃时,实验钢为临界铁素体、回火马氏体以及细小残余奥氏体,且中心偏析区残余奥氏体含量明显高于非偏析区,进而显著改善了实验钢的塑韧性.而回火温度进一步升高到680℃时,实验钢在中心偏析区获得了临界铁素体、回火马氏体/贝氏体、少量残余奥氏体和大量马奥岛组织,马奥岛的存在使实验钢的塑韧性明显恶化.

关键词：特厚钢板临界热处理残余奥氏体中心偏析低温韧性

基于形态学开运算的浸矿体系孔隙结构及其演化特征

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工程科学学报 2024年第2期46卷 199-208页

作者：王雷鸣李辉尹升华潘晨阳廖文胜北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 核工业北京化工冶金研究院北京101149

立足堆浸体系的偏析分层复杂结构,结合X-ray CT无损探测、形态学开运算处理、MATLAB和OsiriX可视化软件等手段,引入颗粒间孔隙的当量孔隙尺寸、面积、数量等关键表征参量,如从二维量化和三维可视化层面揭示浸矿体系中颗粒间孔隙结构特... 详细信息

立足堆浸体系的偏析分层复杂结构,结合X-ray CT无损探测、形态学开运算处理、MATLAB和OsiriX可视化软件等手段,引入颗粒间孔隙的当量孔隙尺寸、面积、数量等关键表征参量,如从二维量化和三维可视化层面揭示浸矿体系中颗粒间孔隙结构特征及其演化规律.研究发现,细颗粒夹层呈“包裹体”状且均位于粗矿石颗粒的内部,分析认为其是造成堆浸体系颗粒偏析和分层的重要致因;浸矿作用下微细颗粒迁移导致矿堆内部发生沉积压实作用,由197 mm降至180 mm以下;浸矿21 d后,矿堆上部孔隙呈增大趋势,下部孔隙率呈减小趋势,此外,纵向当量孔隙的直径由2.81 mm减小至2.18 mm,其变化趋势和程度要显著大于横向颗粒间孔隙的当量直径;对比浸矿0 d和21 d的柱浸体系三维颗粒间孔隙结构,证实了细颗粒夹层所处区域的粘结聚集以及细颗粒夹层周边区域形成溶液绕流、溶液优势流动路径.

关键词：金属矿堆浸技术颗粒偏析颗粒间孔隙三维可视化