在連鑄過程中,結(jié)晶器內(nèi)液面的穩(wěn)定性與鑄坯的質(zhì)量直接相關。在電磁連鑄中,交變電磁力引起的液面波動不可避免,因此如何控制液面波動是提高鑄坯質(zhì)量的關鍵。本文提出了利用磁壓力約束控制金屬液面變形及波動的方法。設計了平行直線圈和盤型線圈作為磁場發(fā)生器,并通過數(shù)值模擬和物理模擬的方法研究了鋼液表面磁場和磁場力在不同參數(shù)下的分布規(guī)律。開發(fā)了磁場-流場雙向耦合程序,分析二維模型下電磁力對靜止液面和流動液面的變形規(guī)律。利用Ga-In-Sn低溫合金作為模擬鋼液,分析了靜止液面和流動液面在磁壓力下的波動行為及變形規(guī)律等。結(jié)果表明:平行直線圈在鋼液表面產(chǎn)生的電磁力成拋物線分布,盤型線圈在鋼液表面產(chǎn)生的電磁力呈馬鞍形分布。提高線圈匝數(shù)、電流強度、電流頻率以及減小線圈與鋼液間距可以增大作用于鋼液中的電磁力。磁壓力作用在靜止液面,靜止液面會形成凹坑,凹坑的形狀與電磁力的分布形狀相似。平行直線圈作用下的液面呈弧形,盤形線圈作用下的液面呈中間略高,兩邊凹陷的環(huán)狀。同時,電磁力自身會引起液面的波動,波動的劇烈程度取決于電磁力攪拌項和約束項的相對大小,當約束力大于攪拌力時,液面波動較弱,攪拌力大于約束力時,液面波動較強。實... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２電磁鑄造原理圖｜５］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ｃａｓｔｉｎｇ??

?第１章緒論??［１２］等人，在其基礎上利用水模型實驗研宄了慣性力方向?qū)碓挠绊懀碓呐R界??狀態(tài)做出了修正，ｇ卩：浮力巧需要除以如圖１．４所示傾斜角的余弦值。??＜＃）?（＾）??圖１．４鋼包卷渣原理圖［１１］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｑｕｉｄ?ｓｌａｇ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｓｌａｇ??鋼鐵研宄中院的干磊［１３］等人用水模擬鋼液、油膜模擬鋼渣分析得到了低吹鋼包臨界??卷渣流量的無因次表達式，并對其影響因素做出了分析，結(jié)果表面，臨界卷渣流量隨渣??層厚度的增加而減小，隨粘度的增加而增大。北京科技大學的艾新港［１４］等人以鋼廠７０ｔ??鋼包為原型，以尺寸比１：２．７５建立水模型實驗，提出并討論了采用臨界卷渣韋伯準數(shù)計??算臨界卷渣液面流速的方法。隨著電磁流體力學在冶金工業(yè)上的應用，有學者提出在鋼??包精煉爐旁邊配置電磁攪拌系統(tǒng)［１５，１６］，利用電磁的攪拌力促進金屬液的內(nèi)部流動從而改??善金屬液內(nèi)部的動力學條件。??１．３．２結(jié)晶器??在連鑄工業(yè)上，結(jié)晶器被稱為連鑄機的心臟，結(jié)晶器內(nèi)的液面波動及卷渣將直接影??響到鑄坯的質(zhì)量。國內(nèi)外的學者對結(jié)晶器內(nèi)鋼液波動原因及卷渣機理做了大量研宄。??Ｇｅｂｈａｒｄ?Ｍ和Ｈｅ等人研宄了液面速度大小與漩渦穩(wěn)定性及深度的關系，并用攝像機觀??測到了液面漩渦卷吸空氣的現(xiàn)象［１７

圖１．６電磁力作用下水銀液面的不穩(wěn)定現(xiàn)象??Ｆｉｇ．?１．６?Ｆｒｅｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ?ｏｆ?ａ?ｍｅｒｃｕｒｙ?ｐｏｏｌ?ｌｏｃａｔｅｄ??ｉｎｓｉｄｅ?ａ?ｓｉｎｇｌｅ?ｐｈａｓｅ?ｃｏｉｌ??磁感應強度較大的情況下，水銀液滴的變化情況，可以現(xiàn)不規(guī)則變形現(xiàn)象［３３］。??麵??圖１．７水銀液滴在不同磁感應強度下的變形???ｍｅｔａｌ?ｌａｙｅｒ?ｖｉｅｗｅｄ?ｆｒｏｍ?ａｂｏｖｅ，?ｔｈｅ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｐｉｃｔｕｒｅｓ?ｓｈｏｗ?ｔｈｅ?ｒｅｇｉｍｅｔｈｅ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ａｍｐｌｉｔｕｄｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｅｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??對這種現(xiàn)象做了深入的研宄，指出，在頻率較低時，電改變了液態(tài)金屬中的磁壓力，導致液面的振動［３４］。??ＬＬＥ等人用水銀做為實驗介質(zhì)，研宄了水銀液滴大小、

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于旋轉(zhuǎn)磁場、行波磁場電磁攪拌器的數(shù)值模擬[D]. 易軍.內(nèi)蒙古科技大學 2014
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本文編號：2924000