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根据钢轨铝热焊接原理，研制铁科院ZTK-I型60kg·m^-1钢轨铝热焊接材料。焊剂的化学成分以碳、硅、锰元素为主要元素，用其他微量元素调节焊缝金属的强度、硬度、韧性等综合性能；焊剂中铝粉和氧化铁两者的重量占整个焊剂重量的79．3％，能够很好地控制钢水的浇注温度；铝粉粒度为40-80目、氧化铁粉的粒度为30-60目时，铝热反应的速度最快，并在运送过程中不发生分层；添加铝热反应缓释物，减少反应过程中的钢水飞溅。通过数值模拟方法分别模拟铝热钢水在浇注系统中的流场和凝固场，改进浇注系统，优化砂型结构。