《連鑄保護渣液/固非均勻潤滑及瞬態摩擦機制研究》是依託大連理工大學,由王旭東擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：連鑄保護渣液/固非均勻潤滑及瞬態摩擦機制研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王旭東
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
保護渣是坯殼和結晶器互動作用的紐帶，也是傳遞導熱、潤滑等功能的橋樑，揭示保護渣液/固摩擦的分布、演化與控制規律，對於初生坯殼的質量調控極為關鍵。本項目擬在潤滑/摩擦反問題和瞬態摩擦力實證研究的基礎上，系統探索液/固渣膜潤滑與摩擦的非均勻特徵，研究其與保護渣理化性能間的內在關聯和影響規律。進一步考慮結晶器振動與渣膜潤滑的動態行為，構建保護渣流動/摩擦反問題數值模型，藉助從實測摩擦力中提取的液/固摩擦分量，逆推並反演渣膜運動、渣道動態壓力和液/固摩擦的周期變化，探討結晶器振動對液/固摩擦瞬態演化的影響與作用機制。通過整合反問題解析與瞬態摩擦實證研究結論，釐清支配潤滑與誘發裂紋的主要因素，探索非均勻與周期摩擦雙重作用下，表面裂紋形成的典型特徵、極限條件和一般規律。研究結論可望深化對保護渣液/固摩擦行為的理解和認識，為其性能調控提供實驗基礎和理論依據。
結題摘要
本項目基於現場建立的結晶器溫度、熱流、摩擦力線上檢測系統，圍繞連鑄結晶器保護渣的流動/消耗及渣膜的傳熱/潤滑/摩擦，通過聯合現場實證、數值計算、定量研究與機理解析等多個環節，重點研究了液/固渣膜與潤滑/摩擦行為的真實分布狀態，探討了保護渣理化性能對液/固摩擦的影響和作用機制。系統考察了液態、固態渣膜與氣隙的厚度分布，以及渣膜潤滑和摩擦的非均勻特徵，研究其與保護渣理化性能間的內在聯繫和影響規律；在此基礎上，通過整合反問題解析與瞬態摩擦實證研究結論，探討了結晶器振動對保護渣流動及消耗的周期性影響，研究渣膜運動隨振動工藝、正/負滑脫參數的變化規律，為進一步揭示液/固瞬態潤滑/摩擦行為與結晶器周期振動、保護渣理化性能間的有機聯繫，奠定了理論基礎和實驗依據。本項目的各項研究內容均按原計畫順利推進，按期圓滿完成。 本項目研究主要包括以下幾部分關鍵內容： 1、基於反問題的結晶器內鋼液流動-傳熱-凝固耦合計算； 2、 板坯結晶器銅板全尺寸建模及應力/變形數值仿真； 3、保護渣液/固渣膜、氣隙分布反問題及其非均勻性； 4、液/固渣膜、氣隙傳導/輻射熱阻模型開發與機理探討； 5、結晶器振動作用下的液渣周期性流動行為建模與分析； 6、保護渣消耗及潤滑/摩擦行為數值計算及影響因素研究； 執行過程中，嚴格按照項目計畫書按步驟、分年度、有層次地開展研究，目前上述研究工作已全部完成，研究結果的整理和總結已經完成，學術論文的整理和進一步發表尚在進行中。截止到2019年1月，本項目研究已發表學術期刊論文14篇，其中，SCI刊源文章11篇，EI刊源12篇。本項研究獲授權發明專利2項，授權軟體著作權5項，並有4項發明專利正在申請。 項目研究結果為考察保護渣複雜的傳熱和摩擦行為，進一步認識結晶器周期振動作用下的瞬態摩擦、液渣流動及保護渣消耗，提供了理論基礎和實驗依據。圓滿完成項目預定的各項內容和研究目標。
