尹诚刚
,
李劼
,
徐宇杰
,
杨帅
,
赖延清
,
江南
,
张红亮
中国有色金属学报
采用数值仿真的方法对应用一种可减小铝液中水平电流的新型阴极钢棒的420 kA级铝电解槽进行三维计算，分析这种新型阴极钢棒对铝液中水平电流、槽电压以及电解槽温度分布的影响。结果表明：新型阴极钢棒可有效地减小铝液中X方向的水平电流；新型阴极钢棒中绝缘材料的加入在一定程度上增大了槽电压；当钢棒和钢棒糊接触不是很好时，新型阴极钢棒电解槽比传统阴极钢棒电解槽更容易出现阴极炭块和钢棒连接区域温度过高的情况。该计算结果可为铝电解槽在应用此种新型阴极钢棒后所获得的节能效果以及个别槽在运行过程中出现的问题提供理论依据。
关键词:
铝电解槽
,
新型钢棒
,
水平电流
,
电热场
,
数值模拟
,
电接触
杜双龙
,
赖延清
,
贾明
,
程昀
,
张红亮
,
张凯
,
刘业翔
中国有色金属学报
基于COMSOL MULTIPHYSICS平台建立三维热仿真模型,定量分析不同工作电流条件下的温度分布.结果表明:单体及模块最高温度集中在中心区域,温度呈辐射状由内向外逐渐降低.在换热系数20 W/(m2·K)作用下,低于8C倍率放电可使单体电池工作在正常温度范围,而使三并五串电池模块最高温度在正常范围,放电电流应低于5C;在5C倍率下放电结束后,荷电状态(SOC)为0模块中心电池最高温度达到322.88 K,比同倍率绝热条件下单体最高温度仅低2.81 K.
关键词:
锂离子电池
,
热模型
,
温度分布
,
仿真
刘吉东
,
曹志强
,
张红亮
,
李廷举
,
王家淳
机械工程材料
利用差示扫描量热仪、光学显微镜、电子探针、扫描电镜和电子万能试验机等对铸态7050铝合金在不同条件均匀化后的显微组织与力学性能进行了分析,以确定均匀化工艺.结果表明:7050铝合金经465℃保温24 h直接在室温水中冷却的均匀化处理后,其铸态组织中的不平衡共晶相转变为均匀化组织,合金成分分布均匀性有了较大改善,其伸长率达到13.1%,抗拉强度达到292.08 MPa.
关键词:
7050铝合金
,
均匀化
,
力学性能
曹志强
,
李廷举
,
张红亮
,
刘吉东
,
王家淳
稀有金属材料与工程
7050铝合金软接触电磁连铸过程中的电磁场能促使熔体产生受迫流动,改善铸坯质量,抑制微裂纹.电磁场一方面通过均匀温度场降低内应力或应变,使金属高温脆性区主要处于受压状态,减少了热裂纹形成的外部诱因;另一方面,通过细化组织,减小不可补缩区间,减少晶界低熔点化合物数量,降低了合金铸锭的热裂倾向性,从而达到了抑制铸造裂纹的目的.
关键词:
电磁连铸
,
热裂纹
,
软接触
,
7050铝合金
徐宇杰
,
李劼
,
尹诚刚
,
杨帅
,
张红亮
,
吕晓军
中国有色金属学报
指出广泛使用的铝电解槽电-热场分离的计算方法和电-热场弱耦合计算方法的理论缺陷，提出一种电-热场强耦合计算模型。以某420 kA铝电解槽为对象，同时应用强耦合模型与传统的弱耦合模型对其电-热场进行计算，计算结果证明了在电-热场分析中采用强耦合模型的必要性。研究结果表明：不设定熔体温度是电场和热场实现强耦合的关键，对槽内各热源进行准确描述并引入计算模型中是获得可靠的铝电解槽电-热场分布的必要条件。
关键词:
铝电解槽
,
电-热场
,
强耦合
,
热源分布
徐宇杰
,
李劼
,
张红亮
,
赖延清
中国有色金属学报
基于铝电解槽内流体体系及电磁场分布特点,建立了非线性磁流体动力学浅水模型,并应用此模型对某300 kA电解槽的熔体流场及铝液-电解质界面波动进行瞬态数值研究.在此基础上,通过动力学计算分析极距及铝液区垂直磁场对磁流体稳定性的影响.结果表明:随着极距的减小,界面波动由稳定趋向于不稳定;减小铝液区的垂直磁感应强度能大幅提高磁流体的稳定性.
关键词:
铝电解
,
磁流体动力学模型
,
稳定性
,
数值计算
张红亮
,
曹志强
,
刘吉东
,
阎志明
,
李廷举
,
王家淳
机械工程材料
通过增加硅钢片改造了电磁连铸铝制结晶器,测定了改造后结晶器内的磁场分布;应用改造后的结晶器进行软接触电磁连铸制备了7050铝合金锭,研究了铸锭的凝固组织及溶质分布情况.结果表明:改造后的结晶器内磁场显著增强,结晶器内磁感应强度在同一高度上角部的最大,短边中心的次之,长边中心的较短边中心的稍弱,平面中心的最小,各点的磁感应强度基本都在结晶器内感应线圈高度的1/2处达到最大值;使用改造后的结晶器可以显著细化铸锭的凝固组织,并且能够有效抑制溶质元素的宏观偏析.
关键词:
电磁连铸
,
结晶器
,
晶粒细化
,
宏观偏析
刘吉东
,
曹志强
,
张红亮
,
张忠涛
,
李廷举
,
王家淳
机械工程材料
采用光学显微镜、阿基米德法、扫描电镜及电子探针等手段研究了熔体经400 W超声处理对7050铝合金铸锭中的气孔、密度、显微组织及成分分布等的影响.结果表明:超声处理具有良好的除气和细化效果,随着超声处理时间的延长,7050铝合金铸锭的气孔数量先减少后又增多,而铸锭密度先增大后又减小,铸态显微组织先细化后又粗化;超声处理90 s时,除气和细化效果最好,可获得基本无气孔的致密铸态组织;超声处理还可使合金的晶间第二相更细小,成分分布更均匀.
关键词:
超声处理
,
7050铝合金
,
气孔
,
晶粒细化
刘红才
,
曹志强
,
张红亮
,
刘吉东
功能材料
通过向Al-20%Mg2Si合金中加入5%SiO2颗粒,利用高频磁场的电磁相分离法成功制备了Al-20%Mg2Si和Al-20%Mg2Si-5%Al2O3两种梯度复合材料.分析了两种复合材料的微观组织,讨论了加入SiO2颗粒对微观组织和机械性能的影响,并对两种合金沿径向进行了硬度测量,结果表明,硬度在径向呈梯度分布,满足梯度复合材料外硬内韧的性能特征.
关键词:
高频磁场
,
电磁分离
,
Al-Mg2Si过共晶合金
,
梯度复合材料
肖劲
,
黄金堤
,
张红亮
,
李劼
中国有色金属学报
建立24罐8层火道顺流式罐式炉温度场、残余挥发分浓度场的二维数学模型,模型中包含多孔介质渗流传热模型、固相活塞流模型、异相热解反应动力学模型及等效热流密度边界模型4个部分,并通过该模型研究罐式炉中石油焦热解传质传热过程.结果表明:在给定工况下,石油焦挥发分热解反应主要在二至五层火道高度对应的料罐内进行;在六至八层火道高度对应的料罐内,形成长度约为2.0m的高温煅烧带(T＞ 1423 K),满足石油焦进一步聚合并实现碳结构重排的煅烧温度要求.经生产数据对比验证表明:该模型基本能够反映炉内温度的分布情况,可为罐式炉的温度自动化调控提供一定的理论依据.
关键词:
罐式炉
,
温度场
,
二维
,
高温煅烧带
