結(jié)晶器內(nèi)鋼液液面穩(wěn)定性是保證鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵因素。多年來(lái)許多冶金工作者采用水模型實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬或二者相結(jié)合的方式對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動(dòng)及液面波動(dòng)行為進(jìn)行研究。他們主要研究了水口張角、拉坯速度、水口浸入深度、鑄坯寬度等對(duì)結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)及液面波動(dòng)行為的影響規(guī)律。隨著電磁攪拌技術(shù)的廣泛應(yīng)用,需考慮在結(jié)晶器電磁攪拌作用下各參數(shù)對(duì)鋼液液面波動(dòng)的影響規(guī)律。然而,相關(guān)的研究很少。本文以某鋼廠φ250mm連鑄圓坯結(jié)晶器電磁攪拌為研究對(duì)象,采用電磁-流體單向耦合的方法及VOF模型,模擬了連鑄圓坯結(jié)晶器電磁攪拌作用下鋼液的液面形狀及電磁攪拌強(qiáng)度,拉速,水口深度,電磁攪拌器安裝位置對(duì)鋼液液面波動(dòng)及卷渣行為的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:電磁攪拌作用下鋼液的液面呈旋轉(zhuǎn)拋物面,與無(wú)電磁攪拌作用下的液面截然不同;在電磁攪拌強(qiáng)度一定時(shí),隨著拉速的增大,水口附近液面波動(dòng)增強(qiáng),達(dá)到一定值時(shí)液面出現(xiàn)卷渣現(xiàn)象;在拉速不變的情況下,增大電磁攪拌強(qiáng)度,液面波動(dòng)隨之變得劇烈最終出現(xiàn)卷渣行為;通過(guò)調(diào)節(jié)浸入式水口深度或電磁攪拌器安裝位置能夠改變結(jié)晶器電磁攪拌下鋼液的液面波動(dòng)情況,即通過(guò)增大浸入水口深度或增大電磁攪拌器距結(jié)晶器頂部的距離能夠減小因電磁攪拌強(qiáng)度過(guò)大或電磁攪拌作用下拉速過(guò)大造成的水口附近劇烈的液面波動(dòng),進(jìn)而改善液面卷渣現(xiàn)象。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

圖 2-2 三相繞組線圈接法和三相交流電波形圖a) 三相繞組線圈接法； b) 三相交流電波形在 ωt = 0的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 a)所示：由磁場(chǎng)的疊加原理，將每相電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加，便得到三相電流在 ωt = 0瞬間的合成磁場(chǎng)，如圖2-3 a)虛線所示，合成電磁場(chǎng)的軸線方向自 U1指向 U2。在 ωt = π / 3的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 b)所示：在 ωt =π / 3的瞬間的合成磁場(chǎng)，如圖 2-3 b)虛線所示，合成磁場(chǎng)的軸線的方向自 W2指向 W1。在 ωt = π / 2的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 c)所示：同樣地，得到三相電流在 ωt = π / 2的瞬間的合成磁場(chǎng)，如圖 2-3 c)虛線所示，合成磁場(chǎng)的軸線方向自 V1指向 V2。從以上的分析不難發(fā)現(xiàn)，三相交流電經(jīng)過(guò) 1/4 個(gè)周期，其角頻率轉(zhuǎn)過(guò)了90°，由三相交流電激勵(lì)產(chǎn)生合電磁場(chǎng)方向同樣也轉(zhuǎn)過(guò)了 1/4 圈，由此可得，如果三相交流電的經(jīng)過(guò)一個(gè)整周期，其角頻率變化360°，由三相電流激勵(lì)產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)了360°，三相交流電角頻率以2π為周期持續(xù)下去，圓桶形鐵芯和繞組線圈內(nèi)部空間中將形成

將每相電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加，便得到三相電流在 ωt = 0瞬間的合成磁場(chǎng)，如圖2-3 a)虛線所示，合成電磁場(chǎng)的軸線方向自 U1指向 U2。在 ωt = π / 3的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 b)所示：在 ωt =π / 3的瞬間的合成磁場(chǎng)，如圖 2-3 b)虛線所示，合成磁場(chǎng)的軸線的方向自 W2指向 W1。在 ωt = π / 2的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 c)所示：同樣地，得到三相電流在 ωt = π / 2的瞬間的合成磁場(chǎng)，如圖 2-3 c)虛線所示

器中心軸線為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩，在該轉(zhuǎn)矩的作用下，鋼液做繞結(jié)晶器中心軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)a)U1U2W1W2V1V2b) c)圖 2-3 三相繞組線圈接法和三相交流電波形圖a) ωt = 0； b) ωt = π / 3； c) ωt =π / 2經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)際結(jié)晶器電磁攪拌裝置的簡(jiǎn)化，建立結(jié)晶器電磁攪拌裝置結(jié)構(gòu)的模型圖 2-4 a)，選擇適用于三維磁場(chǎng)分析的單元對(duì)圖 2-4 a)裝置結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分得到裝置結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格模型如圖 2-4 b)，為了便于觀察，此處取消了空氣模型結(jié)構(gòu)及元的顯示。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 麻永林;宿國(guó)棟;黃海娥;劉洪瀟;胡慧明;王國(guó)棟;;板坯行波電磁攪拌器磁場(chǎng)分布規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J];包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);2005年03期

2 干勇;連續(xù)鑄鋼前沿技術(shù)的工程化[J];中國(guó)工程科學(xué);2002年09期

3 鄧南陽(yáng);金友林;;304不銹鋼板坯連鑄結(jié)晶器水口結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值模擬[J];特殊鋼;2010年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 孫玉霞;板坯結(jié)晶器鋼液流動(dòng)及液面波動(dòng)行為的模擬研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2844245