圓坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)電磁場、流場的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、在鋼的連鑄過程中，電磁攪拌因其具有不接觸鋼液而在鋼液中產(chǎn)生攪拌作用的優(yōu)點，成為繼浸入式水口、保護澆注等連鑄技術(shù)之后最重要發(fā)展之一，受到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。該技術(shù)不僅可以有效改善鑄坯的表面及皮下質(zhì)量，改善鑄坯內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，擴大等軸晶區(qū)，減輕或消除中心偏析、中心縮孔等內(nèi)部缺陷，而且在放寬對連鑄工藝的要求，擴大連鑄鋼種，提高拉速，促進高效無缺陷優(yōu)質(zhì)鑄坯的生產(chǎn)中均發(fā)揮了重要作用。 結(jié)晶器電磁攪拌過程是一個復(fù)雜的流動、傳熱以及存在相變的冶金

2、過程。單純利用理論解析的方法進行分析是十分困難的。本文采用ANSYS10.0有限元分析軟件，以馬鋼煉鋼廠圓坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌為研究對象，開展“圓坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)電磁場、流場及溫度場的數(shù)值模擬與試驗研究”。完成的工作主要有幾個方面： 1)基于Maxwell方程組，闡明了電磁攪拌過程中二維和三維電磁場、電磁力以及相應(yīng)邊界條件的處理方法；應(yīng)用磁流體力學的基本理論建立了連鑄電磁攪拌過程中電磁場、流場及溫度場耦合分析模型。 2)采

3、用ANSYS10.0分析軟件，以馬鋼一煉鋼圓坯連鑄為原型，建立了二維有限元模型，對圓坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌過程中攪拌器中心橫截面內(nèi)電磁場、電磁力進行研究；同時研究了電磁攪拌參數(shù)、結(jié)晶器銅管以及斷面尺寸的影響規(guī)律。 3)采用三維有限元模型，對結(jié)晶器電磁攪拌過程中結(jié)晶器內(nèi)三維電磁場分布規(guī)律以及電磁攪拌作用下的鋼水流動及傳熱過程進行了初步研究，為進一步優(yōu)化浸入式水口結(jié)構(gòu)及潛入深度，改善結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動、傳熱及凝固過程做準備。