為探究偏心結(jié)晶器電磁攪拌（M-EMS）對(duì)圓坯鋼液流動(dòng)和傳熱的作用,減輕偏心M-EMS對(duì)圓坯的不利影響,通過(guò)建立三維耦合模型研究了偏心M-EMS作用下?380mm連鑄圓坯鋼液流動(dòng)和傳熱特點(diǎn)及M-EMS參數(shù)的影響。結(jié)果表明,在偏心M-EMS（300A/2Hz）作用下,由水口進(jìn)入結(jié)晶器鋼液流向外弧側(cè),碰壁后會(huì)形成較大回流;外弧側(cè)鋼液溫度比內(nèi)弧側(cè)溫度高;隨著距彎月面距離增加,外弧側(cè)鋼液溫度先增加后降低,溫度最大處在MEMS中心,為1 779K;內(nèi)弧側(cè)鋼液溫度則一直降低。隨著電流強(qiáng)度由100增加到500A,圓坯下方回流區(qū)由1個(gè)變?yōu)?個(gè);內(nèi)、外弧側(cè)鋼液溫差先減小后增加,在300A時(shí)最小,為8.4K。隨著電流頻率由1增加5Hz,外弧側(cè)回流區(qū)變小直至消失。當(dāng)電流頻率小于3Hz時(shí),內(nèi)、外弧側(cè)鋼液溫差小于10K;而當(dāng)頻率大于3Hz時(shí),溫差則大于16K。?380mm圓坯推薦M-EMS參數(shù)為300A/2Hz。 

【文章來(lái)源】：鋼鐵. 2020,55(09)北大核心CSCD

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幾何模型

磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖如圖2所示。圖2(a）所示為圓坯縱剖面磁感應(yīng)分布云圖（300A/2Hz），圖2(b）所示為M-EMS中心橫截面磁感應(yīng)分布云圖。由圖可知，外弧側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值在結(jié)晶器出口處，此處外弧側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.016T，內(nèi)弧側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.013T。M-EMS中心圓坯橫截面電磁力矢量圖如圖3所示。由圖可知，電磁力與磁感應(yīng)強(qiáng)度分布類(lèi)似，外弧側(cè)電磁力更大。

通過(guò)文獻(xiàn)[12,18]可知，電流強(qiáng)度對(duì)磁場(chǎng)的影響比電流頻率的影響更大，因此先研究電流強(qiáng)度的影響。為考察電流強(qiáng)度對(duì)圓坯流場(chǎng)-溫度場(chǎng)的影響，將電流頻率設(shè)定為2 Hz，電流強(qiáng)度分別設(shè)置為100、200、300、400、500A。圖4所示為不同電流強(qiáng)度下縱剖面流場(chǎng)流線(xiàn)圖。由圖可知，鋼液由水口進(jìn)入結(jié)晶器后，由于外弧電磁力更大，鋼液沖擊軌跡開(kāi)始向外弧側(cè)偏移。當(dāng)電流強(qiáng)度為100和200A時(shí)，電磁力較小，鋼液斜沖入結(jié)晶器觸碰到外弧側(cè)后在足輥區(qū)形成1個(gè)回流區(qū)，此回流區(qū)極大；結(jié)晶器上部?jī)?nèi)、外弧也存在回流區(qū)，但內(nèi)、外弧上回流區(qū)位置并不對(duì)稱(chēng)；當(dāng)電流強(qiáng)度為300A時(shí)，水口鋼液沖擊軌跡向外弧側(cè)偏轉(zhuǎn)角度變小，在結(jié)晶器內(nèi)、外弧側(cè)均形成上、下2個(gè)回流，但外弧側(cè)下回流區(qū)范圍較��；當(dāng)電流強(qiáng)度為400和500A時(shí)，鋼液沖擊到M-EMS中心附近會(huì)快速向外弧側(cè)偏轉(zhuǎn)，鋼液沖擊到外弧側(cè)的位置變高，除內(nèi)、外弧存在2個(gè)位置靠上的回流區(qū)外，在足輥區(qū)會(huì)額外形成1個(gè)回流區(qū)，此回流區(qū)略靠近內(nèi)弧側(cè)。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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