隨著結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)的廣泛應(yīng)用和水口形狀的改進(jìn),許多冶金工作者對結(jié)晶器內(nèi)流動和溫度變化進(jìn)行大量的研究,但對結(jié)晶器電磁攪拌作用下以及不同水口結(jié)構(gòu)時二冷區(qū)鋼液流動和凝固研究很少。因此,系統(tǒng)研究結(jié)晶器電磁攪拌和水口形狀對整個凝固過程中磁場、流場、溫度場影響,對優(yōu)化連鑄生產(chǎn)工藝和獲得優(yōu)良鑄坯質(zhì)量具有重要意義。本文以某鋼廠Φ250mm的GCr15鋼為研究對象,以連鑄二冷區(qū)液穴凝固過程為主要內(nèi)容,以金屬凝固機(jī)理、傳熱和流動方程和麥克斯韋方程組為理論基礎(chǔ)。采用數(shù)值模擬的方法,將電磁場、流場、溫度場進(jìn)行耦合,對結(jié)晶器電磁攪拌作用下和不同水口形狀時圓坯二冷區(qū)凝固過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析不同電磁攪拌電流強(qiáng)度和水口結(jié)構(gòu)對鑄坯溫度場和流場分布規(guī)律的影響,根據(jù)坯殼厚度和彎月面波動情況確定合理的電磁攪拌電流強(qiáng)度和水口結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明:電磁力能改變結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動形態(tài),使結(jié)晶器內(nèi)鋼液傳熱速度加快,熱區(qū)位置提高,二冷區(qū)出口凝固率增加。隨著電流強(qiáng)度增大,二冷區(qū)鑄坯溫度降低,坯殼厚度增加。與直通水口對比,多孔水口能增強(qiáng)結(jié)晶器內(nèi)旋渦流動,旋渦上移,彎月面溫度提高,內(nèi)部鋼液向壁面?zhèn)鳠峒涌?鑄坯表面溫度較高,中心鋼液溫度較低,二冷區(qū)出口凝固率較大。多孔水口對鑄坯流場和溫度場的改變與電磁攪拌對直通水口鑄坯影響效果相似,多孔水口加入電磁力后,結(jié)晶器內(nèi)鋼液溫度升高,沒有凝固坯殼生成。研究結(jié)果表明,對本文所研究的圓坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌,選擇攪拌電流強(qiáng)度500A,對于多孔水口不應(yīng)加結(jié)晶器電磁攪拌或施加較小強(qiáng)度電磁力。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF341.6
【部分圖文】：

圖 1-1 不同攪拌器安裝位置示意圖[1]879表 1-1 各種方坯連鑄 EMS 的應(yīng)用特征M-EMS S-EMS F-EM結(jié)晶器中下部水套或外部二冷區(qū)結(jié)晶器出口與糊狀區(qū)之間鋼液凝冷軋鋼、鎮(zhèn)定鋼、彈、高碳鋼及低合金鋼普板、不銹鋼、厚板、工具鋼等彈簧鋼偏析有高要小方坯內(nèi)裝式：200mm，6~8Hz；小外裝式：100~200mm方坯外裝式：小方坯：≤150mm工頻；小方坯：150~200mm，在輥后10~18Hz；大方坯小方坯10~18Hz；250~560m

a)橫截面特殊點(diǎn)分布 b)拉坯方向各區(qū)域出口分布圖 2-1 鑄坯各個特殊點(diǎn)示意圖圖 2-2 為鑄坯縱截面云圖。由圖 2-2a)可知，鋼液從進(jìn)入結(jié)晶器到出二冷區(qū)面溫度不斷降低，熱量由從中心不斷傳到鑄坯表面。由圖 2-2b)可知，鋼液從水出后形成一定沖擊深度，但這個沖擊只存在于結(jié)晶器且運(yùn)動速度下降非�？�，晶器之后，鋼液流動緩慢，結(jié)晶器區(qū)具體流動狀態(tài)可見圖 2-2c)。

a)橫截面特殊點(diǎn)分布 b)拉坯方向各區(qū)域出口分布圖 2-1 鑄坯各個特殊點(diǎn)示意圖圖 2-2 為鑄坯縱截面云圖。由圖 2-2a)可知，鋼液從進(jìn)入結(jié)晶器到出二冷區(qū)溫度不斷降低，熱量由從中心不斷傳到鑄坯表面。由圖 2-2b)可知，鋼液從水后形成一定沖擊深度，但這個沖擊只存在于結(jié)晶器且運(yùn)動速度下降非常快，器之后，鋼液流動緩慢，結(jié)晶器區(qū)具體流動狀態(tài)可見圖 2-2c)。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李洪凱,劉新建,楊秀超;電磁攪拌在連鑄冶金中的應(yīng)用[J];江蘇冶金;2003年04期

2 馮新;吳金武;王恩政;;電磁攪拌系統(tǒng)在連鑄的應(yīng)用[J];科技資訊;2006年16期

3 彭勇生;陳偉慶;;電爐電磁攪拌強(qiáng)度的冷態(tài)測定試驗(yàn)[J];浙江冶金;2009年03期

4 大久保國雄;金得福;;熔鋁爐熔體的電磁攪拌[J];輕合金加工技術(shù);1987年11期

5 方文偉;蔡希鎮(zhèn);章連成;;電磁攪拌在連鑄的應(yīng)用和效果[J];浙江冶金;2001年02期

6 付海燕,李曉強(qiáng);電磁攪拌在連鑄中的應(yīng)用[J];一重技術(shù);2002年04期

7 張殿彬 ,安東 ,張艷國;電磁攪拌在鋁熔鑄行業(yè)中的應(yīng)用[J];世界有色金屬;2005年01期

8 林國強(qiáng);謝植;于小方;李俊;孔凡杰;賈光霖;;末端電磁攪拌工業(yè)應(yīng)用參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年09期

9 張紅霞;杜永勝;杜曉紅;;電磁攪拌中旋轉(zhuǎn)磁場及洛倫茲力的數(shù)值模擬[J];大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);2010年05期

10 顧兆祖;;方坯結(jié)晶器內(nèi)置式電磁攪拌的應(yīng)用[J];甘肅冶金;2011年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張桂芳;;連鑄電磁攪拌的冶金基礎(chǔ)[A];第五期連鑄電磁攪拌技術(shù)學(xué)習(xí)研討班論文集[C];2008年

2 王慶賢;;電磁攪拌的工業(yè)應(yīng)用[A];第五期連鑄電磁攪拌技術(shù)學(xué)習(xí)研討班論文集[C];2008年

3 金茹;許曉東;李本海;;首鋼連鑄電磁攪拌系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[A];2004年全國煉鋼、軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會議文集[C];2004年

4 呂彥軍;麻永林;王貴;孫海明;;電磁攪拌過程的數(shù)值模擬[A];第八屆全國塑性加工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

5 葉楓;季文豪;;電磁攪拌對連鑄小方坯的質(zhì)量影響[A];第六屆連續(xù)鑄鋼全國學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

6 李峰;成永久;史鳳武;;連鑄小方坯電磁攪拌工藝對產(chǎn)品質(zhì)量的影響研究[A];第八屆全國連鑄學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

7 楊忠;劉海平;張元;周德剛;李愛武;蔣海波;;銅管繞組結(jié)晶器內(nèi)置式電磁攪拌研制與應(yīng)用[A];第八屆全國連鑄學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

8 李愛武;蔣海波;;板坯連鑄高磁力電磁攪拌輥技術(shù)及應(yīng)用[A];2008年連鑄設(shè)備技術(shù)交流會論文集[C];2008年

9 王寶峰;;電磁攪拌數(shù)值計算及對連鑄坯質(zhì)量的影響[A];第五期連鑄電磁攪拌技術(shù)學(xué)習(xí)研討班論文集[C];2008年

10 蘇志堅;陳進(jìn);中島敬治;赫冀成;;線性電磁攪拌下低碳鋼凝固過程枝晶破碎準(zhǔn)則[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會論文集（上）[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 百木牛;首鋼長白連鑄末端電磁攪拌應(yīng)用效果顯著[N];中國冶金報;2007年

2 王民章;優(yōu)化參數(shù)增強(qiáng)電磁攪拌效果[N];中國冶金報;2009年

3 梁亞　董光軍;輥式電磁攪拌在大板坯連鑄機(jī)上的應(yīng)用[N];世界金屬導(dǎo)報;2011年

4 金百剛 王軍;電磁裝備為潔凈鋼生產(chǎn)“掃清”障礙[N];中國冶金報;2009年

5 李占軍;宣鋼電磁攪拌設(shè)備投入生產(chǎn)應(yīng)用[N];中國冶金報;2005年

6 冶文;電磁冶金技術(shù)裝備助力鋼鐵工業(yè)振興[N];中國冶金報;2009年

7 鄧小彬;亞賽電磁 淘盡黃沙始見金[N];鞍山日報　;2007年

8 肖述兵;鋁液鑄造的節(jié)能之寶——電磁攪拌[N];中國有色金屬報;2005年

9 楊爽;Ugine Ardoise 采用達(dá)涅利羅特萊克電磁攪拌技術(shù)[N];世界金屬導(dǎo)報;2003年

10 本報記者 高翔;將連鑄生產(chǎn)線“武裝到牙齒”[N];中國冶金報;2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 屈磊;磁場作用下Cu-Fe復(fù)合導(dǎo)線的組織調(diào)控及性能研究[D];東北大學(xué);2013年

2 戰(zhàn)國鋒;電磁攪拌作用下特種鋼凝固組織的研究[D];東北大學(xué);2012年

3 張靜;連鑄電磁攪拌結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2011年

4 湯孟歐;環(huán)縫式電磁攪拌理論與工藝研究[D];北京有色金屬研究總院;2012年

5 李偉軒;電磁場在銅連鑄中應(yīng)用的研究[D];上海大學(xué);2009年

6 吳扣根;圓坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌過程數(shù)學(xué)模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];上海大學(xué);2001年

7 李炎華;電磁場影響渣金界面反應(yīng)動力學(xué)條件的實(shí)驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2010年

8 趙倩;螺旋磁場攪拌對合金內(nèi)在質(zhì)量影響的模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

9 董其鵬;方坯連鑄疏松及宏觀偏析的模擬研究[D];北京科技大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳會平;連鑄結(jié)晶器電磁攪拌和水口結(jié)構(gòu)對鑄坯凝固過程的影響研究[D];燕山大學(xué);2017年

2 趙菲;圓坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌磁場及流場的數(shù)值模擬[D];燕山大學(xué);2017年

3 胡鳳洋;鋼連鑄電磁攪拌工藝中磁流體場的數(shù)值分析[D];東北大學(xué);2008年

4 翟孟姣;電磁攪拌作用下結(jié)晶器內(nèi)多物理場耦合數(shù)值模擬研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 李微;短時電磁攪拌和細(xì)化劑制備7A04鋁合金半固態(tài)漿料的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

6 周翔宇;電磁場對鑄造鋁合金凝固過程的影響[D];江西理工大學(xué);2015年

7 任占友;電磁攪拌作用下1Cr13馬氏體不銹鋼凝固組織的研究[D];東北大學(xué);2013年

8 姜東濱;方坯連鑄機(jī)凝固末端電磁攪拌工藝過程數(shù)值模擬研究[D];東北大學(xué);2013年

9 余小斌;電磁攪拌激光立體成形GH4169合金的組織和力學(xué)性能研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

10 陳偉;圓坯連鑄電磁攪拌的模擬與工藝研究[D];東北大學(xué);2014年

本文編號：2823290