双辊薄带铸轧新型电磁侧封装置结构设计与研究

发布时间：2020-05-06 08:25

【摘要】：双辊薄带铸轧技术作为冶金领域的一项前沿技术,实现了集连铸连轧和热处理等工序于一体的近终形工艺流程。侧封系统作为双辊薄带铸轧技术中的一项关键技术,主要有机械侧封、电磁侧封、气体侧封和组合式侧封四种形式。因机械侧封存在自身无法避免的缺陷,本文提出一种取代机械侧封的新型电磁侧封方案。电磁侧封利用电磁场的超距作用和力效应能够实现对液态金属的无接触式侧封。本文提出的分体式磁轭电磁侧封结构能实现对熔池侧封端的分区域侧封,并能有效克服同类型电磁侧封装置中存在的熔池底部磁场强度集中、磁极饱和及磁能损耗等问题。本文基于Maxwell电磁场理论和磁流体力学基本理论,遵循理论计算、结构设计、数值模拟、优化设计的论文思路,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,重点对熔池侧封端面磁场和电磁力的分布规律加以分析研究。针对磁流体力学基本方程组进行简化,建立无限大平面磁场分布模型,完成了理想侧封状态下电磁压力、磁场强度和磁动势的推导,并分析三者的分布规律。建立电磁侧封装置二维数值模型。基于二维数值模型,分析磁轭形状、线圈安匝数、磁极厚度、磁极间距及交流电频率对磁场强度的影响;认为线圈安匝数、磁极间距是影响磁场强度的主要因素。根据二维数值模拟结果,选取硅钢作磁轭材质,并进行磁轭和导电铜管的结构设计,同时确定了导电铜管的排布形式。最终完成分体式磁轭电磁侧封装置的整体设计。最后,针对所设计的分体式电磁侧封装置建立三维数值模型,重点模拟研究熔池侧封端电磁压力大小及分布规律,以验证电磁侧封装置的可靠性,并根据分析结果对分体式磁轭电磁侧封装置加以优化,保证优质侧封。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG335.9

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本文编号：2650974