人物簡介
李寶寬,男,漢族,1963年8月生,遼寧遼陽人。1992年10月畢業於 東北工學院(現東北大學),獲博士學位。美國鋼鐵學會會員(AIST),日本鐵鋼學會會員(ISIJ),TMS會員。遼寧省百千萬人才工程百人層次。湖北省楚天學者特聘教授。
2000.6--現在:東北大學材料與冶金學院,教授,博導
2006.12-2007.5:美國普渡大學,訪問教授
1998.10-2000.9:日本東京大學工學系研究科金屬工學專攻,做博士後研究員
1994.6-2000.5:東北大學熱能工程系,副教授
1992.10-1994.5:東北大學熱能工程系,講師
主要研究方向
主要從事冶金新工藝中的多相流熱物理研究。將現代流體力學中多相流理論和方法套用於金屬冶煉的工藝過程。在揭示高溫熔體流動規律、發展工藝過程的數學模型和革新金屬生產工藝等方面做出了創新性的研究結果。
多相流體流動現象廣泛地存在於冶金過程中,又常常耦合傳熱、傳質、化學反應、相變、電磁力、氣泡流動等諸多過程形成更複雜的自然現象。冶金工藝中的多相流動狀態直接決定產品的質量。典型的金屬精煉系統是由噴進氣體/鋼液/熔渣等多相流體體系構成。許多技術革新都是圍繞改善冶煉裝置內的流動狀況而展開的。例如,轉爐頂、底吹及複合吹煉,鋼包噴氣攪拌及RH真空循環脫氣等。掌握熔體流動規律是改善產品質量、提高冶煉效率的重要環節。
研究冶金新工藝中多相流體流動的方法包括模型實驗和現場實測。冶金過程原料條件複雜、高溫,實驗室條件下無法完整地再現實際過程,只能進行冷態、局部或單元過程的實驗。這不僅與實際過程差別很大,而且裝置放大後的效果也很難掌握。現場測試不僅耗資巨大,而且可測試數據有限,例如,目前還無法測量實際鋼液流速這一重要參量。由於計算機和數值計算技術的不斷發展,數值模擬—即“數值實驗”或計算流體力學方法迅速發展起來。該方法可以對全過程直接模擬,並能得到裝置內各種變數的連續分布信息。可以廣泛地設定條件對任何情況進行模擬。例如:危險的、超越正常條件的、待開發的過程等。
冶金過程中的多相流體流動現象是極其複雜的。冶煉過程又是在高溫且非等溫條件下進行的,伴隨放熱、吸熱反應及相變過程,常常受外場即電磁場的作用。所有這些使得對其研究比對其它過程,如化工過程更富有挑戰性。大量複雜的流動過程和現象還遠非目前的理論和模型所能描述,象多相流、發熱反應、卷渣現象和自由表面等。普通流體力學的研究方法套用於金屬精煉與凝固過程面臨複雜新問題。因而需要更深入地研究多相流熱物理問題。
主要學術貢獻
在本學科國際著名雜誌美國TMS學會主辦的《 Metallurgical and Materials Transaction B》、日本鐵鋼學會主辦的《 ISIJ International》、歐洲鋼鐵協會《 Steel ResearchInternational》、及中國金屬學會主辦的《 J.Iron & Steel Research International》,《 ACTA METALLURGICA SINICA》, 和《金屬學報》等重要雜誌上發表 120篇論文。其中 SCI收錄 28篇、 EI和 ISTP收錄 55篇。發表論文被國內外學者引用 230次。
出版《煉鋼中的計算流體力學》和 《 Metallurgical Application of Advanced Fluid Dynamics 》兩部專著。
作為項目主持人承擔多項國家高技術研究發展計畫( 863計畫)項目和 國家自然科學基金:“高拉速時連鑄結晶器內鋼液湍流場的電磁控制研究”、“利用電磁製動同模連鑄不鏽鋼/普碳鋼複合板坯技術的基礎研究”等。
主要創新理論
(1)提出連鑄結晶器多區電磁製動理論,使水口射流、彎月面波動和結晶器內流場均有助於鑄坯質量。
(2)揭示了結晶器液面渦流卷渣規律。利用可視化實驗捕獲液面渦流,發現水口偏斜出流是產生毗鄰水口渦流的原因,並觀察到不穩定的對渦和相對穩定的單渦。渦流卷吸液面保護渣,電磁製動減弱渦流強度。糾正了傳統的上卷流流動剪下卷渣的觀點。
(3)基於移動磁場的流動驅動功能,提出電磁驅動旋流結合氬氣噴吹提高鋼真空精煉效率的新工藝。發現氣體在旋流鋼液中形成氣泡幕,氣泡幕中氣泡與夾雜物碰撞合併的機率最大,精煉效率達到最高。
(4)建立底吹鋼包內氣/金/渣三相流及渣/金界面波動的非穩態模型。獨立地開發了可考慮電磁場作用的非穩態兩相三維湍流流體流動及傳輸過程的數學模擬軟體,能夠處理複雜的幾何區域和氣液兩相流體流動問題。
(5)解決了電磁場作用下鋼液流動區與導電凝固殼區磁場和流場耦合的計算。提出空度技術解決RH真空脫氣裝置及浸入式水口等複雜幾何裝置的流場計算問題。將穿透速度引入均相流模型,解決側吹反應器的氣液兩相流動的計算問題。
獲獎情況
1.遼寧省自然科學二等獎
李寶寬,齊鳳升:鋼精煉與連鑄工藝中流動理論與套用模型,2006
2.遼寧省自然科學三等獎
李寶寬,李東輝:高拉速連鑄結晶器內鋼液湍流流動的電磁控制研究,2003
3.冶金科學技術三等獎
李寶寬:高拉速連鑄結晶器內鋼液湍流流動的電磁控制研究,2003
4.教育部科技成果登記
李寶寬,齊鳳升:鋼精煉與連鑄工藝中流動理論與套用模型,2005,360-05-10420166-01 第一完成
人
5.教育部科技成果登記
李寶寬,李東輝:鋼精煉過程流體流動現象的基礎研究,2001,360-01-10042271-01 第一完成人
6. 東北大學八十周年校慶優秀論文獎,2003
(全校十年內發表的論文選百篇,位列全校第一)
Baokuan Li, T. Okane and T. Umeda: Modeling of Molten Metal Flow in Continuous Casting
Process Considering the Effects of Argon Gas Injection and Static Magnetic Field
Application. Metallurgical and Materials Transaction B, vol. 31B, No.6, 2000, pp.1491-
1503.
獨立獲獎人
7. 東北大學 艾冰優秀論文獎,2006
李寶寬: 氬氣噴吹與磁場作用對連鑄結晶器內鋼液流動的影響,獨立獲獎人
8. 指導本科生 張剛剛,劉中秋,王強 獲第二屆全國大學生節能減排大賽二等獎,2009。
其它獎勵:
1.遼寧省千百萬人才工程“百人層次”,2007,
2. 湖北省“楚天學者”特聘教授,2009.
社會兼職:中國民主同盟東北大學委員會副主任委員。
代表性論文
BAOKUAN LI, BO WANG, Fumitaka Tsukihashi: Modeling of Electromagnetic Field and Liquid Metal Pool Shape in an Electroslag Remelting Process with Two Series –Connected Electrodes. Metallurgical and MaterialsTransaction B,published online, 2013.
BaokuanLi, Toshimitsu Okane and Takateru Umeda: Modeling of Biased Flow PhenomenaAssociated with Effects of the Static Magnetic Field Application and Argon GasInjection in Slab Continuous casting of steel.Metallurgical and MaterialsTransaction B, vol. 32B, No.6, 2001, pp.1053-1066.
BaokuanLi, Toshimitsu Okane and Takateru Umeda: Modeling of Molten Metal Flow inContinuous Casting Process Considering the Effects of Argon Gas Injection andStatic Magnetic Field Application.Metallurgical and Materials TransactionB, vol. 31B, No.6, 2000,pp.1491-1503.
BaokuanLi, Hongbin Yin, Chenn Q Zhou, F. Tsukihashi: Modeling of three –phase flowsand behavior of slag/steel interface in an argon gas stirred ladle,ISIJ International,vol.48, No.12, 2008, pp. 1704-1712.
BaokuanLiand Fumitaka Tsukihashi: Effects of Electromagnetic Brake on Vortex Flows inThin Slab Continuous Casting Mold,ISIJ International, 2006,Vol.46, No.12, pp.1833 -1838.
BaokuanLiand Fumitaka Tsukihashi: An Investigation on Vortexing Flow Patterns inWater Model of Continuous Casting Mold,ISIJ International,vol.45, 2005,No.1, pp.30-36.
BaokuanLi, Fang Wang, F. Tsukihashi: Current,Magnetic Field and JouleHeating in an Electroslag Remelting Process,ISIJ International,vol.52, No.7, 2012.
BaokuanLi, Fumitaka Tsukihashi: Numerical Estimation of the Effect of the MagneticField Application On the Motion of Inclusion particles in slab continuouscasting of steel,ISIJ International, vol.43, No.6, 2003, pp.923-931.
BaokuanLiand Fumitaka Tsukihashi: Effect of Static Magnetic Field on Mass Transfer inSlab Continuous Casting of Steel,ISIJ International, vol.41, No.8,2001.pp.844-850.
BaokuanLi: Fluid Flow and Mixing Process in Bottom Stirring Electric Arc Furnace withMulti-plug,ISIJ International, vol.40, No.9, 2000, pp.863-869.
BaokuanLiand Fumitaka Tsukihashi: Modeling of the Circulating Flow in RH DegassingVessel Water Model Designed for Two- and Multi- leg Operation.ISIJ International, vol.40, No.12, 2000, pp1203-1209.
李寶寬,代鳳羽,齊鳳升,楊冉。雙水口注流連鑄複合鋼坯結晶器流場和合金元素濃度場研究。金屬學報,vol.46, No.6, 2010, pp.736-742.
李寶寬,顧明言,齊鳳升,王芳,周謙:底吹鋼包內氣/鋼液/渣三相流模型及渣層行為的研究,金屬學報,2008,vol.44, No.10,pp1198-1202.
李寶寬,齊鳳升,王芳,劉傑:利用彎水口增加離心式中間包鋼液旋流強度的研究,金屬學報,2007,Vol.43, No.3,pp.303-306.
楊剛,李寶寬,于洋,齊鳳升:薄板坯連鑄結晶器銅板的三維傳熱分析,金屬學報,2007,Vol.43, No.3,pp.332-336.
李維彪,王芳,齊鳳升,李寶寬:結晶器餵鋼帶連鑄坯凝固過程數學模型,金屬學報,2007,Vol.43, No.11, pp.1191-1194.
于洋,李寶寬:鋼連鑄電磁攪拌工藝中電磁力的計算,金屬學報,2006,Vol.42, No.5,No. 540-544。
李寶寬,霍慧芳,欒葉君,齊鳳升:RH真空脫氣系統循環流動的均相流模型,金屬學報,vol.41, 2005, No.1,pp.60-66.
李寶寬,霍慧芳,欒葉君:流動控制結晶器內磁場對夾雜物粒子群運動的影響,金屬學報,vol.39, No.9, 2003,pp.932-937.
李寶寬,李東輝:連鑄結晶器內鋼液渦流現象的水模型觀察和數值模擬,,金屬學報,2002,vol.38. No.3, pp. 315-320.
李寶寬:多管真空循環脫氣系統循環流動的數學模型,金屬學報,2001,vol.37,No.10, pp.1100- 1106.
1.BAOKUAN LI
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12.李寶寬
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