鋼錠在冷凝成型過程中不可避免會伴有多種缺陷產(chǎn)生,如縮孔、疏松、偏析、夾雜等。為了改善鋼錠質(zhì)量,提高鋼錠成材率,本文基于磁場對鋼液的“電磁熱效應(yīng)”和“電磁力效應(yīng)”以及冒口補縮過程中常存在的問題,提出了電磁補縮技術(shù)。本文以矩形電磁冒口為研究對象,根據(jù)相似理論選用50%Bi-26.7%Pb-13.3%Sn-10%Cd合金作為鋼液模擬物,采用實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了冒口補縮過程中鋼液模擬物內(nèi)部磁場分布規(guī)律,得到了線圈電流、電源頻率及感應(yīng)線圈相對作用位置等因素對磁場分布的影響規(guī)律;同時對矩形電磁冒口內(nèi)部的熱效應(yīng)進行了系統(tǒng)研究。現(xiàn)得出以下結(jié)論:（1）鋼液模擬物沿Z軸方向上的磁感應(yīng)強度呈“先增大,后減小”分布,磁感應(yīng)強度峰值出現(xiàn)在其中心偏上位置;拐角處磁感應(yīng)強度值相對于其它位置較大且分布較為“凌亂”;短邊中心位置和長邊中心位置磁感應(yīng)強度值次之,而中心位置磁感應(yīng)強度值最小;X和Y軸方向上的磁感應(yīng)強度值均呈“兩端大,中間小”的分布,磁感應(yīng)強度值在中心處具有良好的對稱性。（2）線圈電流強度增加,鋼液模擬物內(nèi)部磁感應(yīng)強度值均明顯增強,均勻性卻不斷降低;電源頻率增加,中心位置磁感應(yīng)強度隨之降低,降低幅... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 鋼錠凝固過程常見缺陷
        1.2.1 氣孔
        1.2.2 縮孔和疏松
        1.2.3 偏析
        1.2.4 裂紋
    1.3 冒口的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.1 保溫冒口
        1.3.2 發(fā)熱冒口
        1.3.3 電加熱冒口
        1.3.4 激光加熱冒口
    1.4 電磁場在材料加工領(lǐng)域中的應(yīng)用
    1.5 電磁補縮新技術(shù)
        1.5.1 正弦電磁場的傳輸
        1.5.2 電磁力公式的推導(dǎo)
        1.5.3 電磁熱公式的推導(dǎo)
        1.5.4 電磁補縮技術(shù)系統(tǒng)工作原理解析
        1.5.5 電磁補縮新技術(shù)的優(yōu)點
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
2. 電磁補縮過程磁場分布實驗研究
    2.1 引言
    2.2 實驗方案
    2.3 實驗設(shè)備和材料
        2.3.1 可控硅中頻感應(yīng)電源控制器
        2.3.2 水冷系統(tǒng)
        2.3.3 中頻感應(yīng)裝置
        2.3.4 冒口補縮裝置
        2.3.5 鋼液模擬物
        2.3.6 小線圈
        2.3.7 數(shù)字型交流毫伏電壓表
    2.4 測試方法
    2.5 實驗結(jié)果與分析
        2.5.1 矩形電磁冒口內(nèi)部磁場分布基本特性
        2.5.2 電參數(shù)對鋼液模擬物內(nèi)部磁場分布的影響
        2.5.3 線圈作用位置對鋼液模擬物內(nèi)部磁感應(yīng)強度分布的影響
    2.6 本章小結(jié)
3. 電磁補縮過程磁場分布模擬研究
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模擬相關(guān)介紹
        3.2.1 ANSYS模擬軟件簡介
        3.2.2 Ansoft模擬軟件簡介
    3.3 Ansoft電磁場數(shù)值模擬
        3.3.1 矩形電磁冒口內(nèi)的三維電磁場計算模型的建立
        3.3.2 基本假設(shè)
        3.3.3 邊界條件的設(shè)定
    3.4 電磁場數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        3.4.1 鋼液模擬物內(nèi)部磁場分布基本特性
        3.4.2 線圈電流對磁場分布的影響
        3.4.3 電源頻率對磁場分布的影響
        3.4.4 線圈作用位置對磁場分布的影響
    3.5 實驗結(jié)果和模擬結(jié)果可靠性探究及誤差分析
    3.6 本章小結(jié)
4. 電磁補縮過程整體加熱效率及局部溫度響應(yīng)特性研究
    4.1 引言
    4.2 實驗設(shè)備和測試方法
    4.3 電磁補縮過程整體加熱效率的研究
        4.3.1 線圈電流對電磁補縮過程整體加熱效率的影響
        4.3.2 電源頻率對電磁補縮過程整體加熱效率影響
        4.3.3 電磁補縮過程熱量損失分析
    4.4 電磁補縮過程局部溫度響應(yīng)特性的研究
        4.4.1 電磁補縮過程不同作用位點溫度響應(yīng)特性的研究
        4.4.2 線圈電流對矩形電磁冒口內(nèi)部局部溫度響應(yīng)特性的影響
    4.5 小結(jié)
5. 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]冒口發(fā)熱效果對鋼錠內(nèi)部質(zhì)量的影響[J]. 徐亞東,沈厚發(fā),胡永平,韓非.  熱加工工藝. 2015(01)
[2]新型保溫冒口的研究[J]. 劉趙銘,遲洋波.  鑄造. 2014(10)
[3]大型扁鋼錠水冷制造技術(shù)[J]. 劉艷,曹建寧,耿明山,李耀軍,翟曉峰,趙長春.  鋼鐵. 2014(08)
[4]電磁攪拌改善板坯凝固組織的試驗研究[J]. 馬立國,黃玉平,唐雪峰,李平,于賦志.  煉鋼. 2012(06)
[5]鋼錠成材鋼板常見缺陷定性及改進措施[J]. 劉利香,王亞祺.  寬厚板. 2012(03)
[6]Improvement of tundish shape and optimization of flow control devices for sequence casting heavy steel ingots[J]. Guang-hua Wen, Yong-feng Huang, Ping Tang, and Ming-mei Zhu College of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(01)
[7]電加熱冒口在鑄鋼軋輥生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 張杰.  鑄造. 2011(12)
[8]冒口保溫條件對大型鋼錠凝固過程影響的數(shù)值模擬[J]. 馬薇,趙建華,宋剛.  熱加工工藝. 2011(21)
[9]發(fā)熱保溫冒口套在真空感應(yīng)熔煉爐澆注中的應(yīng)用研究[J]. 馮兆龍.  鑄造設(shè)備與工藝. 2011(03)
[10]對鑄鐵件氣孔和氣縮孔防止措施的認(rèn)識[J]. 周亙,王峰,張全.  現(xiàn)代鑄鐵. 2011(S1)

碩士論文
[1]鑄造數(shù)值模擬技術(shù)及其在典型鑄鋼件中的應(yīng)用[D]. 王世濱.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[2]電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 趙亞軍.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3440044