結(jié)晶器電磁攪拌可以大幅改善結(jié)晶器區(qū)域的鑄坯缺陷,提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此,對結(jié)晶器電磁攪拌器的研究可以更大程度的發(fā)揮出其在連鑄生產(chǎn)中的作用。本文以某鋼廠360mm×300mm連鑄大方坯20CrNiMo低碳鋼為研究對象,對常規(guī)結(jié)晶器電磁攪拌器進行結(jié)構(gòu)改進,提出兩種新型攪拌器。通過建立三維電磁場模型,利用數(shù)值模擬,研究了不同電磁參數(shù)（電流強度和電流頻率）和攪拌器本體結(jié)構(gòu)（分層旋轉(zhuǎn)角度和鐵芯偏斜角度）對連鑄結(jié)晶器內(nèi)磁場分布的影響。之后,將電磁力單向耦合到流場和溫度場模型,得到了不同電磁參數(shù)和攪拌器本體結(jié)構(gòu)下,結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場的分布,確定了較為合適的電磁參數(shù)和新型攪拌器本體結(jié)構(gòu)。為了更清楚地闡釋結(jié)晶器電磁攪拌對鋼液初始凝固作用的微觀機理,對上述大方坯凝固組織進行了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明:僅改變電磁參數(shù)時,三種結(jié)晶器電磁攪拌器產(chǎn)生的電磁力隨著通入電流強度和電流頻率的增大而增大;磁感應(yīng)強度隨著電流強度的增大而增大,但隨著電流頻率的增大而減小,符合集膚效應(yīng)。三種攪拌器下彎月面的溫度和流速都隨著電流強度和電流頻率的增加而提高,其中,斜極式攪拌器彎月面的溫度最高、波動最大,分層式攪拌器溫度最低、波動最小。... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

連鑄工藝流程圖

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-冷區(qū)結(jié)晶器電磁攪拌器和凝固末端結(jié)晶器電磁攪拌器。結(jié)晶器電磁攪拌器（MoldElectromagneticStirrer，簡稱M-EMS），結(jié)晶器電磁攪拌器主要對結(jié)晶器內(nèi)的鋼水實施攪拌。其作用機理為強化結(jié)晶器內(nèi)的傳熱、提高等軸晶率和降低鋼液過熱度，一般用于低碳鋼、軸承鋼和齒輪鋼等，通過M-EMS，可以改善鑄坯表面和皮下缺陷，減少氣孔、夾雜物和偏析缺陷等。二冷區(qū)結(jié)晶器電磁攪拌器（StrandElectromagneticStirrer，簡稱S-EMS），二冷區(qū)結(jié)晶器電磁攪拌器主要對二冷區(qū)未凝固的鋼水進行攪拌。目前，這類攪拌器多用于板坯連鑄。其作用機理為打斷枝晶，降低過熱度，一般用于工具鋼、不銹鋼等，通過S-EMS，可以顯著增加連鑄坯中等軸晶的形核基體數(shù)量，改善鑄坯內(nèi)部各種缺陷。凝固末端結(jié)晶器電磁攪拌器（FinalElectromagneticStirrer，簡稱F-EMS），凝固末端結(jié)晶器電磁攪拌器對凝固末端的鋼水進行攪拌。一般與上述兩類攪拌器組合使用。其作用機理為打斷枝晶“搭橋”，一般用于軸承鋼、彈簧鋼等，通過F-EMS，可以改善鑄坯芯部質(zhì)量，減少中心偏析和中心裂紋等[22-24]。上述各類電磁攪拌器的具體安裝位置如圖1-2所示。圖1-2電磁攪拌器安裝位置1.2.4連鑄坯常見缺陷及形成原因在實際連鑄生產(chǎn)過程中由于各種影響因素會產(chǎn)生各種缺陷，比如偏析、縮孔、夾雜、裂紋等。

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-14-a)常規(guī)b)分層式c)斜極式圖2-4三種結(jié)晶器電磁攪拌器有限元模型2.2.3電磁場仿真定解條件根據(jù)先前研究工作者的模擬計算，確定電磁場數(shù)值模擬所用的各個物性參數(shù)如表2-2所示。表2-2電磁攪拌器各部分的物性參數(shù)物性參數(shù)數(shù)值空氣相對磁導(dǎo)率1.0結(jié)晶器銅板相對磁導(dǎo)率1.0結(jié)晶器銅板電阻率/m2m-11.7×10-8鐵芯相對磁導(dǎo)率3500鋼液相對磁導(dǎo)率1.0鋼液電阻率/m2m-11.41×10-6線圈相對磁導(dǎo)率1.0線圈電阻率/m2m-11.7×10-8結(jié)晶器電磁攪拌器和三相異步電動機在某種程度上可以說是同源的。在三相異步電動機的定子鐵芯中放入三相對稱繞組AX、BY和CZ，并將其按星形聯(lián)結(jié)通入由公式(2-20)至(2-22)計算得到的三相交流電，其相對位置及聯(lián)結(jié)方式如圖2-5所示。

【參考文獻】：
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本文編號：3379519