新型連鑄電磁制動結(jié)晶器內(nèi)磁場與流場的數(shù)值模擬.pdf

1、電磁制動技術(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)水口出流的流動行為,抑制鋼液對結(jié)晶器窄面的沖擊,防止漏鋼,同時,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)的電磁制動器,并采用數(shù)值模擬方法研究了新型電磁制動器作用下連鑄結(jié)晶器內(nèi)磁場和流場特征,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器磁場的三維數(shù)學(xué)模型,并對其磁場進(jìn)行了數(shù)值計算。數(shù)值模擬結(jié)果表明,磁場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??；新型電磁制動器的磁場特性能夠滿足連鑄電磁制動對磁場的要求。
　　 以穩(wěn)恒磁場理論、電磁流體力學(xué)理論為基礎(chǔ),利用Fluent軟件建立了恒穩(wěn)磁場作用下連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動

3、的三維數(shù)學(xué)模型,并對新型電磁制動結(jié)晶器內(nèi)的流場和磁場進(jìn)行了耦合計算,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)對電磁流動控制效果的影響。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,自由表面速度、湍動能明顯降低,有利于減小了卷渣現(xiàn)象；同時,鋼液沖擊窄面的速度明顯減小,減弱了水口出流對窄面的沖刷,有利于夾雜物的上浮分離。對于常規(guī)的板坯連鑄工藝,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T時的電磁制動效果較好,鋼液表面流速降低明顯,并且流速減小的范圍