在連鑄過程中,中間包存在較大的熱損失,感應(yīng)加熱技術(shù)能夠有效補償中間包鋼液溫降,而且有利于夾雜物去除,得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文針對側(cè)壁式感應(yīng)加熱中間包,運用三維穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型來研究感應(yīng)加熱中間包內(nèi)的電磁場、流場及溫度場分布。研究了八種采用不同感應(yīng)加熱器時中間包內(nèi)的電磁場,基于有限元方法,求解并分析了側(cè)壁式感應(yīng)加熱中間包內(nèi)的磁場、感應(yīng)電流、電磁力和焦耳熱分布。基于有限體積法,對磁場作用下鋼液的流動、傳熱行為進行耦合求解,獲得了最優(yōu)的感應(yīng)加熱方案,同時提出了滿足目標溫度范圍的加熱功率參數(shù)。最后對各個水口示蹤劑濃度進行檢測,得到RTD曲線,根據(jù)RTD曲線計算、分析了鋼液在中間包內(nèi)的平均停留時間等參數(shù)。在側(cè)壁感應(yīng)加熱的中間包中,感應(yīng)電流在中間包內(nèi)分布不均勻,靠近加熱側(cè)感應(yīng)電流較大。感應(yīng)電流和磁場的相互作用產(chǎn)生指向中間包內(nèi)的電磁力,鋼液受到電磁力的緊箍作用,在中間包內(nèi)一邊向前流動一邊做旋轉(zhuǎn)運動,延長了鋼液流動路徑,增加了平均停留時間,鋼液流動特性得到改善。相同感應(yīng)加熱功率下,兩極鐵芯感應(yīng)加熱器產(chǎn)生的電磁場區(qū)域大于三極鐵芯感應(yīng)加熱器產(chǎn)生的磁場區(qū)域;兩極鐵芯感應(yīng)加熱器的加熱方式對流場、溫度場和...

【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 連鑄技術(shù)的發(fā)展概述
        1.1.1 國外連鑄技術(shù)的發(fā)展
        1.1.2 國內(nèi)連鑄技術(shù)的發(fā)展
    1.2 中間包冶金
        1.2.1 中間包冶金概念
        1.2.2 中間包的作用和冶金功能
        1.2.3 中間包冶金技術(shù)
    1.3 中間包感應(yīng)加熱技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.1 電磁感應(yīng)加熱的基本原理
        1.3.2 國外中間包感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.3 國內(nèi)中間包感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 數(shù)值模擬在中間包冶金中的應(yīng)用
    1.5 本課題研究意義和研究內(nèi)容
第2章 中間包數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 軟件介紹
        2.2.1 ANSYS軟件
        2.2.2 CFX軟件
    2.3 數(shù)值模擬的求解方法
        2.3.1 有限差分法
        2.3.2 有限體積法
        2.3.3 有限元方法
    2.4 數(shù)學模型
        2.4.1 基本假設(shè)
        2.4.2 電磁場數(shù)學模型
        2.4.3 流動數(shù)學模型
        2.4.4 傳熱數(shù)學模型
    2.6 RTD曲線分析
        2.6.1 中間包流動特性分析
        2.6.2 平均停留時間
    2.7 邊界條件
    2.8 中間包模型和網(wǎng)格
第3章 磁感應(yīng)加熱中間包內(nèi)的磁場和流動傳熱特性
    3.1 研究方案介紹
        3.1.1 感應(yīng)加熱器類型
        3.1.2 流場和溫度場模擬研究方案
    3.2 感應(yīng)加熱的電磁場特性
        3.2.1 感應(yīng)加熱器一的磁場特性
        3.2.2 感應(yīng)加熱器二的磁場特性
        3.2.3 感應(yīng)加熱器三的磁場特性
        3.2.4 感應(yīng)加熱器四的磁場特性
        3.2.5 感應(yīng)加熱器五的磁場特性
        3.2.6 感應(yīng)加熱器六的磁場特性
    3.3 中間包流場和溫度場分析與對比
        3.3.1 常規(guī)中間包內(nèi)的流場和溫度分布(方案一)
        3.3.2 感應(yīng)加熱方案二中中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        3.3.3 感應(yīng)加熱方案三中中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        3.3.4 感應(yīng)加熱方案四中中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        3.3.5 感應(yīng)加熱方案五中中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        3.3.6 感應(yīng)加熱方案六中中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        3.3.7 感應(yīng)加熱方案七中中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        3.3.8 感應(yīng)加熱方案八中中間包內(nèi)的流場和溫度分布
    3.4 本章小結(jié)
第4章 對磁感應(yīng)加熱中間包功率參數(shù)的研究
    4.1 不同功率下流場和溫度場對比分析
        4.1.1 感應(yīng)加熱功率為400kW時中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        4.1.2 感應(yīng)加熱功率為800kW時中間包內(nèi)的流場和溫度分布
        4.1.3 感應(yīng)加熱功率為1000kW時中間包內(nèi)的流場和溫度分布
    4.2 本章小節(jié)
第5章 RTD曲線討論與分析
    5.1 引言
    5.2 各方案中間包RTD曲線的對比分析
    5.3 示蹤劑濃度分布
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論和展望
參考文獻
致謝



本文編號：3823616