方庆
- 作品数：19 被引量：69H指数：5
- 供职机构：武汉科技大学材料与冶金学院钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金湖北省教育厅科学技术研究项目更多>>
- 相关领域：冶金工程金属学及工艺一般工业技术文化科学更多>>
- 重轨钢大方坯轻压下过程热力耦合数值模拟研究被引量：2
- 2018年
- 结合某厂U71Mn大方坯连铸生产条件,采用有限元软件MSC.Marc进行铸坯轻压下过程热力耦合有限元分析,研究了压下量和固相率对铸坯两相区和产生裂纹可能性的影响。结果表明,大方坯受表面压下作用的变形主要为宽展变形和延展变形,压下变形则较小;随着压下量的增大和固相率的增大,两相区面积缩小率逐渐增大,压下效果更佳;各种压下条件下铸坯宽展方向应变都在0.2%以内,不会产生裂纹,但高固相率更有利于减小裂纹倾向;最佳轻压下参数为固相率0.5~0.9,压下量为5 mm。
- 宋潇张华倪红卫成日金方庆刘超
- 关键词：重轨钢大方坯轻压下
- 含钒页岩浸出槽搅拌速度优化的数值模拟被引量：2
- 2022年
- 含钒页岩浸出槽是钒页岩湿法提钒浸出段的主要操作单元,存在固相分布不均、槽底矿物易沉积等问题。通过数值模拟研究来对比分析搅拌桨叶双层同速以及异速方案下对搅拌浸出槽内固液两相流搅拌功率和效率的影响。结果表明,当搅拌桨叶双层同速由1.3 r/s改变至1.7 r/s时,死区由5.02 m^(3)减少至2.03 m^(3),混匀时间由1501 s降低至1116 s,近自由液面平均速度也由0.32 m/s增大至0.56 m/s,因此搅拌桨转速选择1.7 r/s更为合适;搅拌桨叶双层异速可以得到与双层同速情况下基本一致的搅拌效果,当上层桨叶转速由1.5 r/s改变至1.7 r/s时,死区由2.95 m^(3)减少至2.33 m^(3),混匀时间由1261 s降低至1146 s,近自由液面平均速度也由0.44 m/s增大至0.54 m/s。因此搅拌桨转速选择上层1.7 r/s、下层1.5 r/s能在保持较低的搅拌功率同时能得到较好的搅拌效率。
- 吴国良倪红卫方庆王家辉赵鹏张华
- 关键词：浸出槽数值模拟搅拌功率
- 通道式感应加热中间包挡墙优化的物理模拟被引量：5
- 2022年
- 特种钢连铸对配备了通道感应加热技术的中间包内钢液均匀性和洁净度有着严格的要求。以国内某钢厂四流双通道感应加热中间包为对象,采用物理模拟方法对无挡墙、V型和八字型挡墙方案下中间包的流场和停留时间(Residence Time Distribution,RTD)曲线进行对比分析,从而获得最佳挡墙和导流孔结构。研究结果表明,使用八字型挡墙的中间包在平均停留时间和死区体积分数方面相比V型挡墙有很大的优势,其中最优方案为采用八字型挡墙两个导流孔的方案A2,其平均停留时间为707.7 s,死区体积分数为11.86%,方案A2相比原型中间包、V型挡墙四个导流孔的方案B1和B2、V型挡墙两个导流孔的方案C1和C2平均停留时间分别延长了223.4 s、122.1 s、117.2 s、85.3 s、68.4 s,死区体积分数分别减小了18.28%、15.24%、14.59%、10.64%、8.52%。
- 马志民王家辉方庆肖红易兵张华
- 关键词：中间包挡墙水模型试验RTD曲线
- 双流板坯中间包加高提升钢液洁净度的数理模拟被引量：5
- 2023年
- 连铸过程逐渐向大断面高拉速方向发展,中间包容量成为制约生产效率和铸坯质量的关键因素。以某厂双流板坯中间包为对象,通过数理模拟分析不同加高高度下的流场、停留时间分布(Residence Time Distribution, RTD)曲线及夹杂物去除率。结果表明,随着中间包包壁加高和容量相应增大,钢液平均停留时间延长,中间包净化钢液的能力也相应提高。当挡墙随中间包抬高200 mm时,相比于原型和其他加高扩容方案,中间包内钢液平均停留时间延长12.1~153.6 s,死区体积分数减小0.31~2.53个百分点,冲击区自由液面平均速度减小6.7%~15.6%,中间包内钢液额外温降不明显,夹杂物总去除率提高1.63个百分点。此外,中间包加高200 mm时,拉速由1.35 m/min提高到1.50 m/min,使钢液平均停留时间由743.7 s降至677.9 s,仍比原型低拉速时高88.0 s,且死区体积分数降低了2.18个百分点,体现了扩容中间包在高拉速连铸中的优势。本研究可为钢铁企业进行中间包加高扩容及高拉速浇注工业计划的实施提供理论指导。
- 谢旭琦方庆王家辉张利超李米佳张华
- 关键词：中间包数值模拟夹杂物去除RTD曲线
- 挡板构型对含钒页岩浸出槽内多相流行为的影响
- 2024年
- 搅拌浸出槽是石煤提钒浸出过程中的关键设备,搅拌槽的结构优化对提高固液悬浮性能具有重要意义。本文对不同构型挡板的某厂含钒页岩搅拌槽进行数值模拟,通过比照搅拌槽流场与相分布、死区分布等模拟结果,剖析不同构型挡板对含钒页岩搅拌槽内固液两相流的影响。结果表明:安装挡板对搅拌过程中钒页岩颗粒充分扩散有利。分段挡板条件下整体流速约为0.65m/s,相较于标准挡板更快,增幅约为15.00%。分段挡板与标准挡板对钒页岩颗粒在搅拌槽内的扩散优化效果相似,两种挡板均能缩小钒页岩颗粒的死区区域,其中标准挡板低浓度区域减少约99.14%,分段挡板沉积区域减少约91.21%。此外,分段挡板相较于标准挡板能够节省20.00%的搅拌功率。分段挡板在能获得与标准挡板相同搅拌效果的同时更加节能,具有较高的应用推广价值。
- 李京方庆周文浩周文浩王家辉张华张华
- 关键词：浸出槽挡板计算流体力学数值模拟
- 底吹氩钢包内废钢熔化行为的数值模拟
- 2024年
- 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.
- 张利超方庆周文浩周文浩余刚余刚张华
- 关键词：钢包底吹氩比表面积数值模拟
- 135 t钢包下水口结构优化
- 2019年
- 针对某钢厂135 t钢包下注法浇注过程中铸流发散,钢液纯净度降低的问题,优化设计了下水口结构,数值模拟了钢包浇注时下水口内钢液-气两相流行为,对比了浇注开口度分别为100%、70%、30%情况下,出下水口钢液流动状态。结果表明:钢包水口开口度较大时,使用优化的下水口容易形成束流流出,流动平稳,钢液速度较小,且钢液与气相的接触时间减短,有利于提高钢液纯净度和下水口使用寿命。
- 邓诗云王学武张华方庆
- 关键词：结构优化
- 150 mm×150 mm小方坯结晶器内流场及凝固行为模拟被引量：1
- 2024年
- 结晶器是整个连铸过程的核心环节,其内钢液流动、传热及初始凝固行为直接影响着铸坯质量,而拉速和过热度等工艺条件是影响结晶器冶金行为的关键参数。以某厂150 mm×150 mm小方坯结晶器为研究对象,建立耦合数学模型,分析过热度及拉速对结晶器内钢液流动与传热行为的影响。结果表明,当拉速由2.4 m/min增至3.0 m/min时,结晶器出口处铸坯角部温度与面部温度分别由960 K、1 050 K增至1 040 K、1 200 K;结晶器出口处坯壳厚度由11.21 mm降至8.71 mm,计算域出口处坯壳由16 mm降至14 mm;当过热度由15 K增至35 K时,铸坯表面和中心温度相应升高,幅度大致为5~10 K,结晶器出口坯壳厚度由10.45 mm降至9.01 mm,计算域出口处坯壳厚度由15 mm降至13 mm。研究结果可为冷镦钢小方坯连铸结晶器制定合理的工艺参数提供理论指导。
- 贾进高飞罗霄邹铭周文浩张华方庆
- 关键词：结晶器初始凝固拉速过热度
- 顶旋型湍流抑制器优化中间包流场的物理模拟被引量：10
- 2023年
- 设计了一种顶旋型湍流抑制器,使中间包冲击区内钢液在其作用下产生旋转的速度场,从而削弱钢液回流至钢-渣界面的强度,降低湍动能,避免卷渣和钢液二次氧化,以达到在冲击区内净化钢液的目的。通过水模型试验对比分析了无湍流抑制器、普通湍流抑制器和顶旋型湍流抑制器下单流中间包稳态浇注、开浇和换钢包时的多相流动行为,验证所设计的顶旋型湍流抑制器在中间包各操作阶段的优越性。结果表明,顶旋型湍流抑制器对中间包稳态浇注过程无负面影响,对非稳态浇注过程有明显改善效果。与不使用湍流抑制器相比,可以使钢液的平均停留时间由308.5 s延长至327.4 s,死区体积分数由9.67%减小至4.13%,响应时间由69 s增加到109 s,有效避免了短路流的出现。不采用湍流抑制器和采用普通湍流抑制器的中间包在开浇充包50 s后会分别产生115 cm^(2)和55 cm^(2)左右的钢液裸露,在换钢包过程再充包20 s后会分别产生90 cm^(2)和50 cm^(2)左右的钢液裸露,而采用顶旋型湍流抑制器均不会产生钢液裸露现象,且相较普通湍流抑制器可以有效降低开浇换钢包过程中钢-渣界面的液面波动幅度。顶旋型湍流抑制器可以有效改善钢液的流动状态,避免非稳态浇注时的卷渣及钢液二次氧化,提高钢液洁净度和金属收得率,且在不明显增加成本的前提下确保较高的使用时效,有较高的推广及应用价值。
- 王家辉张华张华方庆谢旭琦倪红卫
- 关键词：中间包水模型试验开浇
- Q345E钢Φ600mm大圆坯连铸凝固数值模拟被引量：10
- 2014年
- 建立了Q345E钢Φ600 mm大圆坯凝固传热模型,利用Procast软件对其连铸凝固过程进行了数值模拟,并通过射钉试验结果验证。研究结果表明:浇铸温度对铸坯的表面与中心温度以及固液相分布影响很小;拉速每增加0.02 m/min,铸坯表面温度无明显变化,糊状区向前移动,凝固末端离结晶器液面距离增加约1.75 m;二冷比水量每增加0.01 L/kg,其二冷区表面温度约降低30℃,糊状区向后移动少量,凝固末端后移0.3 m左右;适宜的工艺条件为浇铸温度1 539℃、拉速0.22 m/min、二冷比水量0.08 L/kg。实际生产的Q345E钢Φ600 mm大圆坯中心缩孔0.5级,中心疏松1.0级,碳偏析指数不大于1.09,完全满足标准要求。
- 方庆倪红卫王社教尹修刚成日金张华沈聪
- 关键词：数值模拟传热模型
