結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)是通過(guò)在結(jié)晶器外部施加交變電磁場(chǎng)來(lái)控制鑄坯初始凝固過(guò)程的,具有改善鑄坯凝固組織、提高鑄坯表面質(zhì)量的冶金效果。系統(tǒng)研究電磁攪拌作用下結(jié)晶器內(nèi)鋼液的磁場(chǎng)、流場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及初始坯殼凝固組織有助于深入了解結(jié)晶器電磁攪拌的作用機(jī)理,對(duì)優(yōu)化連鑄生產(chǎn)工藝具有重要的指導(dǎo)意義。本文以某鋼廠Φ250mm連鑄圓坯結(jié)晶器為研究對(duì)象,采用電磁場(chǎng)-流場(chǎng)-溫度場(chǎng)單向順序耦合的方法,利用有限元軟件ANSYS-CFX,模擬連鑄圓坯結(jié)晶器在電磁攪拌作用下的鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布,分析電磁攪拌強(qiáng)度,拉坯速度,水口浸入深度等對(duì)鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的影響。結(jié)果表明:在電磁攪拌作用下,結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布會(huì)發(fā)生明顯的變化,鋼液熱區(qū)位置得到提高,溫度分布更加均勻;隨著電磁攪拌強(qiáng)度增加,電磁攪拌效果增強(qiáng),鋼液回流強(qiáng)度增大,熱區(qū)位置提高。由于電磁攪拌強(qiáng)度過(guò)大會(huì)造成水口附近的液面波動(dòng)劇烈,發(fā)生卷渣現(xiàn)象。因此,綜合考慮各因素的影響,確定本文所研究圓坯連鑄結(jié)晶器的電磁攪拌參數(shù)為:電流強(qiáng)度480A,電流頻率3Hz。利用有限元軟件,基于CAFE法,對(duì)結(jié)晶器冷卻段82B高碳鋼凝固組織進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,給出了不同澆注溫度... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 連鑄技術(shù)簡(jiǎn)介
    1.2 電磁攪拌技術(shù)
        1.2.1 電磁攪拌技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 電磁攪拌技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 電磁攪拌數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 電磁攪拌主要形式及特點(diǎn)
    1.4 電磁攪拌作用效果的影響因素
    1.5 選題背景與意義
    1.6 研究的主要內(nèi)容
第2章 電磁攪拌作用下結(jié)晶器內(nèi)多物理場(chǎng)數(shù)值模擬
    2.1 數(shù)學(xué)模型描述
        2.1.1 基本假設(shè)
        2.1.2 電磁場(chǎng)控制方程
        2.1.3 流場(chǎng)控制方程
        2.1.4 傳熱控制方程
    2.2 有限元模型
        2.2.1 磁場(chǎng)求解有限元模型
        2.2.2 耦合場(chǎng)求解有限元模型
    2.3 定解條件
        2.3.1 電磁場(chǎng)求解邊界條件
        2.3.2 耦合場(chǎng)邊界條件
    2.4 模擬結(jié)果分析
        2.4.1 電磁場(chǎng)模擬結(jié)果分析
        2.4.2 流場(chǎng)模擬結(jié)果分析
        2.4.3 溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分析
    2.5 本章小節(jié)
第3章 工藝參數(shù)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響
    3.1 電磁攪拌強(qiáng)度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的影響
        3.1.1 不同電磁攪拌工藝下的磁場(chǎng)分布
        3.1.2 電磁攪拌強(qiáng)度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)分布的影響
        3.1.3 電磁攪拌強(qiáng)度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)溫度場(chǎng)分布的影響
    3.2 拉坯速度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的影響
        3.2.1 拉坯速度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)分布的影響
        3.2.2 拉坯速度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)溫度場(chǎng)分布的影響
    3.3 水口浸入深度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的影響
    3.4 電磁攪拌工藝參數(shù)的選擇
    3.5 本章小結(jié)
第4章 結(jié)晶器內(nèi)鑄坯凝固組織數(shù)值模擬
    4.1 凝固組織模擬的基本原理
    4.2 數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 宏觀凝固傳熱數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 微觀形核模型
        4.2.3 生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型
    4.3 有限元模型
    4.4 材料熱物性參數(shù)
    4.5 結(jié)晶器傳熱邊界條件
    4.6 無(wú)電磁攪拌時(shí)鑄坯凝固組織數(shù)值模擬
        4.6.1 宏觀溫度場(chǎng)結(jié)果分析
        4.6.2 微觀凝固組織結(jié)果分析
        4.6.3 鋼液過(guò)熱度對(duì)凝固組織的影響
        4.6.4 最大形核密度對(duì)凝固組織的影響
    4.7 結(jié)晶器電磁攪拌凝固組織模擬
        4.7.1 電磁攪拌作用實(shí)現(xiàn)原理介紹
        4.7.2 電磁攪拌作用下形核參數(shù)的確定
    4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3359017