成果简介冶金过程仿真是以程序设计和物理模拟相结合， 通过数值计算和图像显示的方法， 对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题进行研究。 冶金过程仿真在炼钢、 炉外精炼以及连铸过程有着广泛的应用。 在钢液的冶炼、 浇注过程中所涉及到的流体流动、 传热、 传质进行模拟， 其中包括钢包精炼过程、 连铸中间包、 连铸结晶器浇铸过程以及模铸浇铸过程中的三维多相流动、 传热、 传质与凝固的冶金过程仿真。外加电磁场作用下， 对连铸中间包的感应加热， 结晶器电磁制动条件下连铸结晶器内钢水的流动和夹杂物去除的冶金过程仿真研究； 钢包感应加热过程操作参数的优化等等有重要作用。 冶金过程仿真结果和工业试验的观察吻合很好， 对工业生产有较好的指导作用。成熟程度和所需建设条件本技术较为成熟， 课题组自行开发软件并配备了流体通用 CFD 软件包 ANSYSFLUENT， 以及磁流体模块（MHD）， 主要用来对冶金过程中流体流动、 组分传输、传热、 凝固、 燃烧以及电磁冶金过程的仿真分析。 经过多年来的积淀和发展， 针对纯净钢冶炼与连铸过程的数学物理模拟研究已经成为本方向较为成熟的研究手段和方法， 近十年， 相继完成近百项相关课题。 2005 年 11 月 30 日“高效异型坯连铸技术开发与应用” 项目， 获安徽省科技进步一等奖。 近几年实验室承担了多项冶金企业的课题， 高效异型坯连铸技术的开发与应用通过数值模拟， 确定中间包内档墙位置， 优化高拉速时中间包内钢水流场； 优化水口结构以及钢水凝固壳厚度的分布特征； 改善结晶器下部的传热条件； 该技术在马钢三炼钢厂取得了较好的经济效益。 先后成功应用于马钢、 济钢和和上海亚新等冶金过程中， 钢包、 中间包、 结晶器以及外场作用（电磁） 下， 对冶炼工艺以及反应器结构进行优化， 近期完成的科研项目有：上海亚新中天六流、 四流中间包内型优化设计的数值模拟研究；马钢第四轧钢厂连铸中间包挡墙工艺参数优化的数值模拟研究项目；马钢第四轧钢厂连铸结晶器水口结构工艺参数优化的数值模拟研究项目；马钢电炉冶炼厂 120 t 钢包吹氩工艺参数优化的研究项目；济钢三炼钢 ASP、 5#连铸机冶金容器流场模拟研究项目。技术指标通过对冶金过程反应器内（如， 中间包） 的流动和传热的数模研究， 掌握冶金反应器内（如， 中间包） 流体流动的规律， 提供合理的工艺设备参数， 使其冶金效果（夹杂物脱除、 钢水成分、 温度均匀性） 符合生产实际要求， 如， 中间包钢水达到包内任意两点的温差不大于 5 摄氏度为合格。 钢包达到较为理想的搅拌效果， 结晶器对液面波动、 凝固坯壳厚度以及流动的控制给出合理的参数， 为高效、 低能耗和绿色冶金提供指导。市场分析和应用前景在冶金过程仿真技术的研究下， 高效异型坯连铸技术使铸机作业率由 65%提高到 87%， 该模式在全连铸生产中应用属于国内首创。 同时对引进的原有工艺及设备进行了改造、 创新后， 使铸机达到了高拉速、 高作业率、 高质量的水平， 铸机的年产量由 63 万吨提高到 110 万吨， 2003 年该项目获安徽省科技进步一等奖。对于节能降耗效益显著。社会经济效益分析过程仿真技术在物理与数学模型相结合的条件下， 对冶金企业产品质量的提高具有重要作用。 提高钢液的洁净度， 较少铸坯修磨工作量的增加或产生废坯。不仅可提高企业的经济效益， 利于有效地节约能源， 降低碳排放， 也利于产生了良好的社会效益。合作方式合作开发、 受托开发联系方式冶金学院 王建军（0555-2312091）； 周俐（13955561593）岳强（15905556998）。

冶金过程仿真是以程序设计和物理模拟相结合，通过数值计算和图像显示的方法，对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题进行研究。冶金过程仿真在炼钢、炉外精炼以及连铸过程有着广泛的应用。在钢液的冶炼、浇注过程中所涉及到的流体流动、传热、传质进行模拟，其中包括钢包精炼过程、连铸中间包、连铸结晶器浇铸过程以及模铸浇铸过程中的三维多相流动、传热、传质与凝固的冶金过程仿真。外加电磁场作用下，对连铸中间包的感应加热，结晶器电磁制动条件下连铸结晶器内钢水的流动和夹杂物去除的冶金过程仿真研究；钢包感应加热过程操作参数的优化等等有重要作用。冶金过程仿真结果和工业试验的观察吻合很好，对工业生产有较好的指导作用。

成果简介基于对冶金过程气、 液、 固的流动在理论上的深刻认识， 采用物理模拟的方法， 多年来一直为各钢铁企业提供工艺优化的技术服务， 包括钢包吹气流场优化，中间包流场优化， 结晶器流场优化， 高炉冷却壁内流动模拟， 复吹转炉炉型优化，顶枪枪位、 底枪布置位置、 流量等。 所做项目涉及到各种大小的钢包， 不同容量不同流数的中间包， 小方坯、 板坯、 异形坯、 圆坯结晶器等。成熟程度和所需建设条件先后成功为马钢、 南钢、 宝钢梅山、 莱钢、 中天、 济钢等大中小型钢铁企业的方、 圆、 板坯连铸机， 精炼炉等提供过工艺优化服务， 显著提高了铸坯的质量。部分项目： 马钢异型坯结晶器流场的优化研究； 马钢 CSP 薄板坯中间包、 结晶器流场的数模、 水模研究； 梅山板坯中间包流场的数模、 水模研究； 上海亚新连铸8 流方坯中间包流场的数模、 水模研究； 莱钢 4 流方坯中间包的数模、 水模研究；马钢钢包吹气对流场的影响研究； 中天钢铁 10 流方坯中间包流场优化研究； 南钢板坯中间包、 结晶器的流场优化研究； 济钢板坯中间包、 结晶器的流场优化研究； 分别对不同吨位的钢包（250 吨、 150 吨、 120、 100 吨、 80 吨、 60 吨） 低吹氩模式、 透气砖类型等进行过深入的研究。技术指标优化了钢包、 中间包和结晶器的流场， 有效去除了夹杂， 净化了钢水。市场分析和应用前景工艺优化始终伴随着钢铁企业的生产， 通过不断的优化， 产品质量得到不断的提升， 具有广泛的应用前景。社会经济效益分析工艺优化有助于加强产品竞争力， 具有显著的经济效益。知识产权及成果获奖情况编著： 《中间包冶金学》《冶金传输原理》合作方式合作开发、 受托开发联系方式冶金学院 周俐 13955561593 zhouli@ahut.edu.cn 传真： 0555-2311571

基于对冶金过程气、液、固的流动在理论上的深刻认识，采用物理模拟的方法，多年来一直为各钢铁企业提供工艺优化的技术服务，包括钢包吹气流场优化，中间包流场优化，结晶器流场优化，高炉冷却壁内流动模拟，复吹转炉炉型优化，顶枪枪位、底枪布置位置、流量等。所做项目涉及到各种大小的钢包，不同容量不同流数的中间包，小方坯、板坯、异形坯、圆坯结晶器等。

夹杂物控制一直是阻碍我国钢材质量提高的技术壁垒。尽管近年来我国冶金装备及工艺技术进步迅速，钢材洁净度显著提高，但具有自主知识产权的原创性夹杂物控制技术极度匮乏，钢中夹杂物控制水平一直低于国际先进水平，不能完全满足高端钢材的需求，严重影响了优特钢材的质量和竞争力。钢液中弥散微小气泡具有良好的去除夹杂物效果。近年来本梯队进行了微小气泡去除夹杂物技术研发，提出了增氮析氮法去除钢中夹杂物技术，在吹氩站或LF（钢包精炼炉）精炼过程中向钢液吹氮增氮，在 VD（真空脱气）或 RH 真空处理过程使钢液析氮，在钢液内夹杂物表面析出微小氮气泡，微小氮气泡捕捉钢中夹杂物并上浮去除。先后进行了实验室和工业应用研究，结果表明采用常规压力进行钢液增氮和真空析氮处理后，钢中全氧及夹杂物也能得到良好控制。同时，本梯队提出了“增氢析氢法去除钢中夹杂物技术”研究，通过向钢液中通入氢气、焦炉煤气或天然气，使钢液增氢；钢液精炼脱氧后，对该钢液进行真空处理，钢中溶解氢以夹杂物为异质形核核心生成大量弥散细小氢气泡，气泡携带夹杂物上浮，并在上浮过程中继续捕捉夹杂物，促进夹杂物上浮去除。由于氢原子小、氢在钢液中扩散系数大，钢液增氢和析氢较增氮和析氮容易，更容易在钢中析出弥散微小气泡，实现夹杂物深度去除；同时，真空处理过程钢液中氢容易去除，现代钢液真空脱气精炼已能将钢中残余氢控制在 1-210-6 以下，不易对钢材质量和性能产生危害，该技术具有良好的应用前景。

钢铁冶金用炉料包括：炼钢造渣熔剂、炉外精炼渣、连铸用保护渣等，本项目针对目前钢铁冶金炉料存在的成本高、消耗大，导致钢铁冶炼成本高、利润低的根本问题，开发了从铁水预处理、转炉/电弧炉炼钢、钢包二次精炼到连铸保护渣等一系列具有低成本、节能降耗特点的钢铁冶炉料。本项目结合我国冶金技术发展水平及资源特色，开发了以低品位矿、廉价矿和冶金化工废渣为主料或辅料的冶金炉料，按特征划分，主要包括三个系列： 1）以废弃硼泥再利用为特征低成本型炉料，包括：炼钢炉化渣剂、二次精炼造渣熔剂，以废弃硼泥替代传统的

350吨鱼雷型混铁车 推焦车 拦焦车 装煤车 电机车 熄焦车 导烟车 260吨转炉 高炉设备 连铸设备 板坯连铸设备

冶金企业配煤炼焦结构、焦炭质量研究。

产品详细介绍工件粉末冶金密度计、粉末冶金小零件密度测量仪可测名目：含油率、孔隙率、体积、含油体积，压抑成型半产品的密度，炼结后产品的密度，MIM注射成型产品的密度，金属粉末真密度的测量，金属粉末的表观密度与松装密度盘算，其它固体密度的测定因为粉末冶金的孔隙构造对粉体的物感性质影响很大，而且粉末冶金产品依据其需求是以体密度、湿密度、视孔隙率、含油率等为重要的认定规范，所以对于成形胚体和烧结体的密度检测更为重要。工件粉末冶金密度计、粉末冶金小零件密度测量仪具体技巧参数：1、型号：QL－300Q（另有QL－120Q、QL－600Q两种型号的机型可选）2、称重规模：0。01g～300g（另有称重规模为0。01g～300g、0。01g～600g可选）3、密度解析精度：0。001 g÷cm34、测量时光：约10秒5、测试品种：粉末冶金生胚件、烧结件和含油轴承，及各种固体、颗粒体、薄膜、浮体工件粉末冶金密度计、粉末冶金小零件密度测量仪操作步骤：针对毛坯件、吸水性的泡棉、木材等的测量步骤：①先测量产品在空气中分量，按R键记忆。②再测量产品饱和水后的的空气中分量，按R键记忆。③将产品放入水中测水中分量，按R键记忆，循环显示密度、孔隙率、吸水率、含油率等。粉末冶金密度计，MIM工件密度计，铸铁密度检测仪针对烧结成型的粉末冶金、磁性资料等样品的测量步骤：①测量产品在空气中分量，按memory键记忆。②放入水中测水中分量，按R键间接显示密度值。规范配件：①测量台1个②水槽1个 ③主机1台 ④浮体测量配件；抗浮架1个 ⑤防风防尘罩1套 ⑥电源变压器1个 ⑦镊子1把 ⑧温度计1只 ⑨不锈钢100G砝码1套 ⑩颗粒测量配件颗粒球＋玻璃杯1套售后效劳：1、所有产品均属原装副品。2、所有产品均免费保修一年，毕生保护，保修时期发生的所有费用由我方承当。（人祸、人为景象除外）3、所有产品在运输历程中有破坏时，所有义务由我方承当，并保障在3天内改换新品。4、对于运用操作方式，我方有义务与义务教育买方技巧运用人员至完整纯熟为止。5、其余具体购置事宜，参考单方协议的合同条款。公司专业销售：各种粘度计、固体密度计÷比重计，液体密度计÷浓度计，各种硬度计，显微镜，稠度计，分光光度计，PH计，电导率仪，浊度计，各种电子剖析天对等等试验室剖析仪器。无损检测仪系列：涂层测厚仪，超声波测厚仪，外表毛糙度测试仪，超声波探伤仪，光泽仪，白度计，色差仪，电火花检漏仪，电火花断丝取出机等等无损检测仪器。各种检测装备：熔体活动速率测试仪，熔融指数仪，粉体综合特征测试仪，萃取器，等等检测装备。

采用有限单元法、光测弹性力学法、极限载荷测试以及链条系列产品的计算机辅助设计（CAD）等先进技术，使产品的设计水平大为提高。通过链板应力场及位移场分布特征的研究，改善了危险断面的应力水平分布，提高了产品的极限破坏载荷。 通过对产品的材质和热处理研究，提出了满足高强度要求的新材质及合理的热处理工艺，细化了晶粒，减少了表面脱碳和变形，提高了零件的高温强度和抗回火稳定性等性能。 该链条与传统产品相比，其强度提高了10—20%，使用寿命提高3—4倍，具有明显的经济效益和社会效益。 该项成果曾通过原冶金部技术鉴定，被评定为国内领先水平，并获得冶金部科技成果三等奖。其产品先后被评为冶金部优质产品及国家科委和冶金部推荐推广使用的优质产品。已在生产中应用。