连铸结晶器非接触式电磁振动的设计及研究

发布时间：2020-10-13 02:06

　　 结晶器作为连铸机的核心部件,被称为连铸设备的“心脏”。结晶器振动是影响连铸生产质量及产量的重要因素,因此对结晶器振动装置进行开发及研究可以有效提高连铸质量。现有的连铸结晶器振动装置均属于接触式振动装置,由于外界不确定因素的存在,容易导致运动不平稳,造成振动波形在一定基础上存在偏差,因此,本文提出了连铸结晶器非接触式振动的设计思路,选用电磁材料并运用电磁理论设计出电磁振动装置,利用该装置与固定框架不接触的特点,从根本上避免了外界不确定因素的干扰,确保振动波形稳定性,以便进一步提高铸坯质量。在研究中,以实验用连铸机作为论文研究对象,运用电磁学理论和经验公式对非接触式振动装置进行初步设计计算,确定其基本理论参数,根据初始计算结果,对振动装置进行方案设计。在仿真软件ANSYS/Multiphysics模块中建立非接触式振动装置的电磁学二维仿真模型,在保持其它结构参数不变的情况下,分别改变该振动装置的关键性结构参数:线圈高度、衔铁厚度、内磁极半径、外磁极内径、外磁极外径、衔铁长度及线圈安匝数,并逐个分析这些参数对其电磁力、磁感应强度及磁力线分布的影响,通过分析,得到合理的结构参数。根据这些结构参数重新设计电磁振动装置,并在ANSYS/Multiphysics模块中重新建立装置的电磁学二维仿真模型,与原模型进行比较。根据安装在结晶器每侧挂耳上振动装置的台数,可将振动装置分为单台式、双台式、多台式等机型,并通过增加振动装置的台数来增大激振力,以适应工业生产要求。通过仿真表明,所设计的非接触式振动装置不仅振动性能好、激振力大,而且设计尺寸较小,符合现代工业生产中节能环保的设计理念,为新型结晶器振动装置的工程应用提供有价值的参考。
【学位单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF341.6
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 引言
    1.2 连铸技术简介
        1.2.1 连铸装置简介
        1.2.2 国内外连铸技术的发展及现状
    1.3 连铸结晶器振动装置
    1.4 课题研究的背景和方法
        1.4.1 课题研究的背景和意义
        1.4.2 课题研究的内容和方法
2.电磁理论基础
    2.1 磁性物质
        2.1.1 磁性物质的分类
        2.1.2 铁磁材料的重要指标
    2.2 电磁振动装置的理论设计
        2.2.1 电磁振动装置的理论基础
        2.2.2 电磁场边值问题的研究
    2.3 本章小结
3.电磁振动装置理论设计
    3.1 结晶器理论计算
    3.2 电磁振动装置理论计算
    3.3 本章小结
4.基于ANSYS软件的电磁振动装置仿真分析
    4.1 ANSYS电磁学有限元分析软件简介
    4.2 建立模型并分析仿真结果
        4.2.1 建立分析模型并设定结构参数
        4.2.2 分析仿真结果
    4.3 结构参数对非接触式振动装置静特性的影响
        4.3.1 线圈高度h对电磁力的影响分析
        4.3.2 衔铁厚度l1对电磁力的影响分析
        4.3.3 内磁极半径r1对电磁力的影响分析
        4.3.4 外磁极内径r2对电磁力的影响分析
        4.3.5 外磁极外径r3对电磁力的影响分析
        4.3.6 线圈安匝数NI对电磁力的影响分析
        4.3.7 衔铁长度l2对电磁力的影响分析
    4.4 非接触式振动装置的分类
    4.5 本章小结
5.结论与展望
    5.1 全文的成果与结论
    5.2 研究不足与展望
参考文献
致谢
作者简介

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本文编号：2838584