大方坯結(jié)晶器流場優(yōu)化及電磁攪拌過程的研究.pdf

1、本文以國內(nèi)某廠大方坯結(jié)晶器電磁攪拌為研究對象,采用物理模擬和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式研究結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場。通過水模實(shí)驗(yàn),定性分析不同水口結(jié)構(gòu)對液面速度、側(cè)壁沖擊壓和沖擊深度的影響。通過結(jié)晶器電磁攪拌器的數(shù)值模擬,分析了電磁攪拌工藝參數(shù)對結(jié)晶器內(nèi)電磁場的影響。在此基礎(chǔ)上利用UDF編程導(dǎo)入電磁力到無電磁攪拌的結(jié)晶器數(shù)學(xué)模型中,研究分析了電磁攪拌下不同水口結(jié)構(gòu)對結(jié)晶器流場的影響,提出了最佳的水口結(jié)構(gòu),并討論了不同電磁攪拌參數(shù)對結(jié)晶器液面波動的影響

2、。研究表明:
　　 (1)在無電磁攪拌下,通過結(jié)晶器流場的物理模擬和數(shù)值模擬可以看出:兩孔水口、四孔水口隨著傾斜角的增大,鋼液的沖擊深度均增大;適當(dāng)增大擴(kuò)張角可以減小注流對側(cè)壁的沖擊,減小液面波動;四孔水口增大一定的安裝角可以減小注流對寬面的沖擊,有利于寬面坯殼的均勻形成。
　　 (2)在電磁攪拌下,結(jié)晶器內(nèi)軸向的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電磁力都呈“中間大,兩端小”的分布。在結(jié)晶器的橫截面,沿徑向距離的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電磁力均呈對稱分布

3、,邊部最大,由邊部沿中心逐漸衰減。
　　 (3)電流由450A增大到600A,攪拌器中心磁感應(yīng)強(qiáng)度呈線性遞增;頻率由1.5HZ增大到2.5HZ,磁感應(yīng)強(qiáng)度相應(yīng)減小;隨著電流強(qiáng)度、電流頻率的增大,鋼液受到的電磁力均相應(yīng)增大;在冶煉U71Mn,U75V重軌鋼中,設(shè)定600A,2Hz滿足生產(chǎn)要求,參數(shù)設(shè)定合理。
　　 (4)由于電磁力起主導(dǎo)作用,改變水口結(jié)構(gòu)對側(cè)壁沖擊壓影響不大,主要影響液面速度;電磁攪拌下,鋼液在橫截面呈旋轉(zhuǎn)