電渣重熔能夠有效去除夾雜物及改善鋼錠的凝固質量。在電渣重熔工藝中,自耗電極的熔化及熔滴的滴落是其核心現(xiàn)象,熔滴的大小影響夾雜物的去除效率,其引起的流場分布決定了渣池溫度場的分布及金屬熔池的形狀,最終決定鋼錠質量。本文用VOF方法處理熔滴與熔渣間的相互作用,再耦合電磁場方程、能量方程以及流動方程,建立電渣重熔過程電極熔化及熔池形狀的數(shù)學模型。分析了電壓、填充比、鋼渣界面張力等工藝參數(shù)對熔滴行為的影響以及不同電極熔化速率對金屬熔池形狀的影響。模擬結果表明：（1）在本模型條件下,熔煉電壓取為30V、35V、40V。隨著電壓的增大,在熔滴形成階段,電極底部從一個熔滴源增加到兩個熔滴源。熔滴直徑從10.56 mm增大到11.55 mm,再增大到11.84mm；電極熔化速率從0.68 kg·min-1;增大到0.86 kg·min-1,再增大到1.47kg·min-1。（2）在本模型條件下,填充比取0.5、0.6、0.7、0.8。當填充比小于0.6時,隨著填充比的增大,熔滴直徑從11.55mm增加到11.90mm；在填充比為0.6時達到最大值。之后隨著填充比的增大,熔滴直徑從最大值減小到11.58... 

【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)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 課題的研究目的及意義
    1.3 課題的研究內容
第2章 文獻綜述
    2.1 電渣重熔概述
        2.1.1 電渣重熔的原理
        2.1.2 電渣重熔的特點
        2.1.3 電渣重熔的發(fā)展及現(xiàn)狀
        2.1.4 電渣重熔技術展望
    2.2 電渣重熔的數(shù)值模擬及研究現(xiàn)狀
        2.2.1 國外對電渣重熔數(shù)值模擬的研究
        2.2.2 國內對電渣重熔數(shù)值模擬的研究
    2.3 電渣重熔熔滴形成及滴落行為模擬研究
        2.3.1 國外對電渣重熔過程熔滴行為的研究
        2.3.2 國內對電渣重熔過程熔滴行為的研究
    2.4 文獻評述
第3章 模型建立
    3.1 計算方法與基本假設
        3.1.1 計算方法
        3.1.2 基本假設
    3.2 物理模型控制方程
        3.2.1 電磁場控制方程
        3.2.2 多相流VOF控制方程
        3.2.3 流動控制方程
        3.2.4 渣池的對流傳熱方程
        3.2.5 電極的導熱方程
        3.2.6 鋼錠的導熱方程
        3.2.7 熔滴的行為
    3.3 穩(wěn)態(tài)模型的邊界條件
        3.3.1 電磁場邊界條件
        3.3.2 流場邊界條件
        3.3.3 溫度場邊界條件
    3.4 電極熔化模型的邊界條件
        3.4.1 電磁場邊界條件
        3.4.2 流場邊界條件
        3.4.3 多相流VOF邊界條件
        3.4.4 溫度場邊界條件
    3.5 熔池模型的邊界條件
        3.5.1 電磁場邊界條件
        3.5.2 流場邊界條件
        3.5.3 多相流VOF邊界條件
        3.5.4 溫度場邊界條件
    3.6 幾何模型及網(wǎng)格劃分
        3.6.1 實體模型
        3.6.2 網(wǎng)格劃分
    3.7 材料物性參數(shù)與工藝參數(shù)
    3.8 計算流程圖
        3.8.1 穩(wěn)態(tài)模型
        3.8.2 電極熔化模型
        3.8.3 熔池形狀模型
第4章 模型計算結果及分析
    4.1 穩(wěn)態(tài)計算結果
        4.1.1 穩(wěn)態(tài)電磁場計算結果
    4.2 電極熔化計算結果
        4.2.1 熔滴的形成過程
        4.2.2 電極熔化時熔滴變化過程
        4.2.3 熔滴對溫度場和速度場影響
    4.3 熔池計算結果
    4.4 不同工藝參數(shù)對熔滴行為的影響
        4.4.1 不同電壓對熔滴行為的影響
        4.4.2 不同填充比對熔滴行為影響
        4.4.3 不同界面張力對熔滴行為影響
        4.4.4 不同熔速對熔池形狀影響
    4.5 本章小結
第5章 結論
參考文獻
致謝
作者簡介
論文包含圖、表、公式及文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]雙級串聯(lián)電渣重熔系統(tǒng)電磁場和焦耳熱場研究[J]. 王芳,李寶寬.  東北大學學報(自然科學版). 2011(04)
[3]國外電渣重熔概況及我國電渣重熔的發(fā)展方向[J]. 隋鐵流.  材料與冶金學報. 2011(S1)
[4]電渣冶金的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及趨勢[J]. 李正邦.  材料與冶金學報. 2011(S1)
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[6]第二代大型錠電渣冶金技術的發(fā)展[J]. 傅杰.  中國冶金. 2010(05)
[7]工藝參數(shù)對電渣熔鑄熔滴形成過程的影響研究[J]. 饒磊,張瑩,耿茂鵬.  鑄造技術. 2010(02)
[8]第一代和第二代電渣冶金技術的發(fā)展[J]. 傅杰.  特殊鋼. 2010(01)
[9]NUMERICAL SIMULATION OF TEMPERATURE FIELDS IN ELECTROSLAG REMELTING SLAB INGOTS[J]. L.Z.Chang~* B.Z.Li Department of Metallurgical Technology,Central Iron & Steel Research Institute,Beijing 100081,China.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2008(04)
[10]Mathematical Model for Electroslag Remelting Process[J]. DONG Yan-wu1, JIANG Zhou-hua1, LI Zheng-bang2(1. School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China; 2. Institute for Metallurgical Technology, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China).  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2007(05)

博士論文
[1]電渣重熔過程凝固數(shù)學模擬及新渣系研究[D]. 董艷伍.東北大學 2008



本文編號：3543035