本文關(guān)鍵詞：電磁制動結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場及溫度場的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：薄板坯連鑄連軋工藝具有流程短、投資省、能耗低的優(yōu)點,在世界范圍內(nèi)得到了廣泛地應(yīng)用。其中薄板坯連鑄具有鑄坯寬厚比大、拉坯速度高的特點,因此薄板坯結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流速大,并且鋼液流場的速度場和鋼液溫度場不均勻,容易造成鑄坯夾雜物含量高、表面裂紋等缺陷甚至漏鋼事故。工業(yè)上采用了電磁制動技術(shù)對鋼液的流動進行控制,以達到提高鑄坯質(zhì)量的目的。考慮液心壓下技術(shù)對入口邊界處鋼液流量的影響,利用FLUENT軟件對薄板坯漏斗形結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流場及溫度場進行了模擬。為了優(yōu)化結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流場及溫度場,分析了水口浸入深度,拉坯速度,水口內(nèi)壁間距等參數(shù)對結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場及溫度場的影響規(guī)律,并選取了最優(yōu)參數(shù)�；诖_定的參數(shù),建立了結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動、傳熱凝固、磁場耦合模型。利用該模型,分析了磁場位置高度和磁感應(yīng)強度對結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場及溫度場的影響規(guī)律,并選取了最優(yōu)參數(shù),達到了進一步優(yōu)化結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場及溫度場的目的。磁場的影響規(guī)律為:向下移動磁場的位置,自由液面附近漩渦內(nèi)的流速變大,不利于保持自由液面的穩(wěn)定,應(yīng)擇優(yōu)選取磁場位置高度。增大磁感應(yīng)強度,電磁制動效果更加明顯,結(jié)晶器內(nèi)鋼液主流股的流速顯著減小,鋼液主流股在結(jié)晶器窄面的沖擊點基本消失,向上返流的流速更加均勻,并且結(jié)晶器內(nèi)鋼液的溫度梯度減小,但過大的磁感應(yīng)強度會使結(jié)晶器窄面附近的向上返流不能通過制動區(qū)域,不利于連鑄的正常進行,應(yīng)擇優(yōu)選取磁感應(yīng)強度。
【關(guān)鍵詞】：薄板坯 電磁制動 流場 溫度場 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG335.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 薄板坯連鑄連軋工藝的概述9-10
• 1.2 薄板坯連鑄技術(shù)的簡介10-11
• 1.3 鋼液流場及溫度場對薄板坯質(zhì)量的影響11-12
• 1.4 結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場及溫度場的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4.1 薄板坯結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場及溫度場的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4.2 板坯結(jié)晶器中電磁制動的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 薄板坯連鑄的特點16-23
• 2.1 漏斗形結(jié)晶器的特點16-17
• 2.2 漏斗形結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流場17-18
• 2.3 薄板坯連鑄中鑄坯的傳熱18-21
• 2.3.1 鋼液的傳熱凝固18
• 2.3.2 結(jié)晶器內(nèi)鑄坯的傳熱18-20
• 2.3.3 二冷區(qū)鑄坯的傳熱20
• 2.3.4 薄板坯連鑄用保護渣的特性20-21
• 2.4 薄板坯的鑄坯組織特性21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 鋼液模型的建立及求解23-36
• 3.1 模型的基本假設(shè)23
• 3.2 模型的幾何參數(shù)23-24
• 3.3 模型的控制方程24-30
• 3.3.1 流動控制方程24-28
• 3.3.2 傳熱控制方程28-29
• 3.3.3 電磁制動的控制方程29-30
• 3.4 模型的邊界條件30-31
• 3.5 模型的數(shù)值求解31-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 鋼液流場及溫度場的分析36-47
• 4.1 引言36
• 4.2 鋼液流場的分析36-39
• 4.3 鋼液溫度場的分析39
• 4.4 水口浸入深度對鋼液流場及溫度場的影響39-41
• 4.5 拉坯速度對鋼液流場及溫度場的影響41-43
• 4.6 水口內(nèi)壁間距對鋼液流場及溫度場的影響43-46
• 4.7 本章小結(jié)46-47
• 第5章 電磁制動對鋼液流場及溫度場的影響47-58
• 5.1 引言47
• 5.2 電磁制動作用的分析47-50
• 5.2.1 磁場的分布47-49
• 5.2.2 感應(yīng)電流及洛倫磁力的分布49-50
• 5.3 磁場位置高度對鋼液流場的影響50-51
• 5.4 磁感應(yīng)強度對鋼液流場的影響51-55
• 5.4.1 結(jié)晶器寬中心面處的流速分析51-54
• 5.4.2 特征線上的流速分析54-55
• 5.5 磁感應(yīng)強度對鋼液溫度場的影響55-56
• 5.6 本章小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63

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