方向负责人：仲红刚

研究背景及意义

金属凝固是非平衡耗散过程，加之热物性参数和边界条件缺乏可靠数据，理论和模拟研究非常困难，需要通过实验加以修正。另一方面，由于金属高温不透明及实际生产复杂难控，工业试验成本高昂。本研究方向以钢的实际生产过程为研究背景，以传热学、流体力学和凝固理论为基础，采用数值模拟和实验模拟相结合的方法，研究连铸坯、铸锭及大型铸件枝晶生长过程的基础科学与技术问题。

以钢凝固过程“特征单元”传热一致性为基础，课题组先后提出“连铸坯枝晶生长热模拟”、“辊板式薄带连铸凝固过程热模拟”及“铸锭凝固过程热模拟”等方法。揭示了连铸坯枝晶生长热模拟试验机中试样生长条件、组织、偏析与实际铸坯的一致性，探讨了应用热模拟试验机模拟连铸坯凝固过程的可能性和条件。课题组研制的金属凝固过程热模拟装置，为连铸坯、铸锭及大型铸件凝固过程的试验研究开辟了新的途径，为凝固过程工艺优化及新工艺、新材料的试验提供方法和装备基础。

研究方法与装备

[1] Zhong H, Chen X, Han Q, Han K, Zhai Q. A Thermal Simulation Method for Solidification Process of Steel Slab in Continuous Casting. Metallurgical and Materials Transactions B 2016;47:2963.

[2] Bai L, Wang B, Zhong H, Ni J, Zhai Q, Zhang J. Experimental and Numerical Simulations of the Solidification Process in Continuous Casting of Slab. Metals 2016;6:53.

[3] 仲红刚，陈湘茹，敖鹭，李仁兴，翟启杰，凝固组织水平生长过程的模拟方法及装置，专利号：ZL200910199568.X.

[4] 仲红刚，何先勇，张荣德，孙权志，彭琴，李仁兴，王磊，翟启杰，双辊连铸薄带凝固的物理模拟方法及装置，专利号：ZL200910199572.6.

[5] 仲红刚，陈峥，赵静，俞基浩，李仁兴，翟启杰，模拟大铸锭缓冷条件下凝固组织生长的方法和熔铸实验装置，专利号：ZL201510164008.6.