新型連鑄電磁制動(dòng)結(jié)晶器內(nèi)磁場(chǎng)與流場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、電磁制動(dòng)技術(shù)作為高拉速連鑄生產(chǎn)的重要手段之一,可以控制連鑄結(jié)晶器內(nèi)水口出流的流動(dòng)行為,抑制鋼液對(duì)結(jié)晶器窄面的沖擊,防止漏鋼,同時(shí),減小鋼液的沖擊深度,有利于夾雜物上浮,提高鑄坯質(zhì)量。該技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。如何進(jìn)一步優(yōu)化電磁制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、電磁參數(shù)和工藝參數(shù),獲得更好的冶金效果,是當(dāng)今電磁冶金領(lǐng)域的重要研究課題。
　　 本文提出一種新型結(jié)構(gòu)的電磁制動(dòng)器,并采用數(shù)值模擬方法研究了新型電磁制動(dòng)器作用下連鑄結(jié)晶器內(nèi)磁場(chǎng)和流場(chǎng)特征,主

2、要完成以下方面工作:
　　 利用ANSYS軟件建立了描述新型電磁制動(dòng)器磁場(chǎng)的三維數(shù)學(xué)模型,并對(duì)其磁場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。數(shù)值模擬結(jié)果表明,磁場(chǎng)沿著磁路形成基本封閉的回路,磁感應(yīng)強(qiáng)度在結(jié)晶器內(nèi)的寬度、厚度和高度方向上分布均勻,僅在結(jié)晶器高度方向的磁極邊緣略有減小；新型電磁制動(dòng)器的磁場(chǎng)特性能夠滿足連鑄電磁制動(dòng)對(duì)磁場(chǎng)的要求。
　　 以穩(wěn)恒磁場(chǎng)理論、電磁流體力學(xué)理論為基礎(chǔ),利用Fluent軟件建立了恒穩(wěn)磁場(chǎng)作用下連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)

3、的三維數(shù)學(xué)模型,并對(duì)新型電磁制動(dòng)結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行了耦合計(jì)算,研究了工藝參數(shù)(拉坯速度、水口浸入深度、磁感應(yīng)強(qiáng)度)對(duì)電磁流動(dòng)控制效果的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:結(jié)晶器水口出流流股被電磁力制動(dòng),自由表面速度、湍動(dòng)能明顯降低,有利于減小了卷渣現(xiàn)象；同時(shí),鋼液沖擊窄面的速度明顯減小,減弱了水口出流對(duì)窄面的沖刷,有利于夾雜物的上浮分離。對(duì)于常規(guī)的板坯連鑄工藝,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T時(shí)的電磁制動(dòng)效果較好,鋼液表面流速降低明顯,并且流速減小的范圍