電磁攪拌被廣泛應(yīng)用于連鑄生產(chǎn),結(jié)晶器電磁攪拌和凝固末端電磁攪拌共同作用下可以顯著提高鑄坯質(zhì)量。然而,只有在合理的工藝參數(shù)下,電磁攪拌才能更好促進(jìn)鑄坯質(zhì)量的提高,目前關(guān)于電磁攪拌的研究尚停留在規(guī)律性階段,難以對具體的生產(chǎn)過程做出最恰當(dāng)?shù)睦碚撝笇?dǎo)。本文以某廠65鋼160mm×160mm方坯電磁連鑄為研究對象,建立了電磁場數(shù)學(xué)模型以及流動與凝固耦合模型,分別描述旋轉(zhuǎn)電磁攪拌電磁場和鑄坯內(nèi)鋼液的流動和凝固過程。同時,考察了電參數(shù)、鋼液過熱度、拉速和比水量對鋼液流動和凝固的影響。研究表明:鑄坯內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布比較均勻,磁感應(yīng)強(qiáng)度和電磁力的分布規(guī)律基本一致,都是沿軸線先增大后減小,在中心橫截面附近達(dá)到最大值,沿徑向則是中心處相對較低。改變電流參數(shù)不會影響其分布規(guī)律,但在一定范圍內(nèi)當(dāng)電流強(qiáng)度和電流頻率增大時,同一位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電磁力均相應(yīng)增大。結(jié)晶器電磁攪拌作用下,鋼液在縱截面內(nèi)的流動形成了上、下兩個環(huán)流區(qū),鋼液在水平方向呈旋轉(zhuǎn)流動。旋轉(zhuǎn)流動的鋼液使結(jié)晶器內(nèi)的凝固坯殼厚度出現(xiàn)了一定的波動,但出結(jié)晶器時已基本穩(wěn)定。結(jié)晶器電磁攪拌作用下,凝固加快、液芯縮短。當(dāng)結(jié)晶器電磁攪拌器通入電流為640A、... 

【文章來源】：東北大學(xué)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)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 概述
    1.2 連鑄電磁攪拌
        1.2.1 旋轉(zhuǎn)電磁攪拌器的工作原理
        1.2.2 電磁攪拌的分類及相應(yīng)作用
    1.3 電磁攪拌過程數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題研究目的及主要內(nèi)容
        1.4.1 本課題的研究目的
        1.4.2 本課題的主要研究內(nèi)容
第2章 連鑄電磁攪拌過程的數(shù)學(xué)模型
    2.1 電磁場數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 基本假設(shè)
        2.1.2 控制方程
        2.1.3 邊界條件
    2.2 流場數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 基本假設(shè)
        2.2.2 基本控制方程
        2.2.3 邊界條件
    2.3 凝固數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 基本假設(shè)
        2.3.2 控制方程
        2.3.3 邊界條件和初始條件
    2.4 模擬計算參數(shù)的選取
        2.4.1 電磁攪拌磁場數(shù)值模擬的物理參數(shù)
        2.4.2 鋼種的化學(xué)成分
        2.4.3 鋼液的熱物性參數(shù)
    2.5 幾何模型及網(wǎng)格
第3章 組合電磁攪拌下的電磁場特性
    3.1 電磁場數(shù)學(xué)模型可靠性驗證
        3.1.1 實測電流條件下M-EMS的電磁特性
        3.1.2 實測電流條件下F-EMS的電磁特性
    3.2 電參數(shù)對攪拌器電磁特性的影響
        3.2.1 電流強(qiáng)度對F-EMS電磁特性的影響
        3.2.2 電流頻率對F-EMS電磁特性的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 電磁攪拌對方坯連鑄流動和凝固行為的影響
    4.1 流動凝固數(shù)學(xué)模型可靠性驗證
    4.2 M-EMS對鋼液流動和凝固行為的影響
        4.1.1 M-EMS對結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動的影響
        4.1.2 M-EMS對鋼液凝固的影響
        4.1.3 電流強(qiáng)度對鋼液流動凝固的影響
    4.3 過熱度對鑄坯凝固過程的影響
    4.4 拉速對鑄坯凝固過程的影響
    4.5 比水量對鑄坯凝固過程的影響
    4.6 F-EMS對鑄坯凝固行為的影響
    4.7 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]結(jié)晶器電磁攪拌對45鋼方坯凝固結(jié)構(gòu)的影響研究[J]. 吳華杰,魏寧,包燕平,王國新,留津津,杜建新.  鑄造技術(shù). 2011(03)
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博士論文
[1]電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器內(nèi)多物理場耦合數(shù)值模擬研究[D]. 康麗.東北大學(xué) 2008

碩士論文
[1]電磁攪拌大方坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)電磁場與流場及溫度場耦合過程數(shù)值模擬[D]. 任兵芝.東北大學(xué) 2008



本文編號：3249364