电磁场作用下的保护渣流变行为研究
发布时间：2021-01-25 17:53
随着电磁冶金技术的进步,电磁场在钢铁冶金工业中应用日益广泛,如电磁连铸技术的应用有助于提高铸坯质量,减少铸坯表面缺陷和内部缺陷。而作为连铸工艺过程中对工艺顺行和铸坯质量有着至关重要作用的结晶器保护渣属于硅酸盐结构,高温下具有一定的离子导电性,在电磁场环境下作为电导体受到电磁力的作用,高温流变性能会发生变化,从而影响其在结晶器的熔化及流入行为。目前,保护渣流变性能特别是电磁场条件下流变性能的研究尚不多见。为深入探究电磁场下保护渣的流变行为,首先采用有限元软件模拟了电磁场下保护渣的流动状态,同时设计正交试验利用高温旋转黏度仪和自行设计的保护渣电磁特性测试装置进行保护渣流变行为试验研究,绘制黏度与温度关系曲线并根据阿累尼乌斯方程和最小二乘原理计算相应的黏流活化能,对比研究常规条件下和电磁场条件下Ca O/Si O2、Na2O、Mg O、Ca F2及Ba O的成分变化对保护渣流变行为的影响规律,为电磁冶金技术中保护渣性能设计提供依据。利用有限元软件将电磁力作为动量源加载到流体模型中,以描述电磁场条件下保护渣的流动状态。通过模拟发现:电磁场产生感应电动势,衍生出感应电流,电磁相互作用产生洛仑兹力...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 保护渣类型
1.2 保护渣功能与作用
1.2.1 绝热保温
1.2.2 防止钢液的二次氧化
1.2.3 吸收钢液内上浮的夹杂
1.2.4 调节铸坯与结晶器之间的传热
1.2.5 改善铸坯与结晶器之间的润滑
1.3 保护渣成分与理化性能
1.3.1 化学组成
1.3.2 理化性能
1.3.3 化学成分对理化性能的影响
1.4 电磁场应用技术
1.4.1 电磁搅拌技术
1.4.2 电磁制动技术
1.4.3 电磁铸造技术
1.4.4 电磁软接触技术
1.5 国内外学者对电磁场条件下保护渣性能的研究
1.6 课题研究内容和预期创新点
1.6.1 课题来源
1.6.2 课题研究内容
1.6.3 课题创新点
第2章 保护渣流变行为理论分析
2.1 牛顿流体与非牛顿流体理论分析
2.1.1 牛顿流体
2.1.2 非牛顿流体
2.2 保护渣流变行为理论分析
2.2.1 保护渣流变曲线
2.2.2 保护渣黏度-温度曲线
2.2.3 保护渣黏流活化能
2.3 保护渣结构理论分析
2.3.1 熔渣结构理论
2.3.2 保护渣网络结构
第3章 保护渣流动行为数值模拟
3.1 参数选择
3.2 基本假设
3.3 基本方程
3.4 边界条件
3.4.1 电磁场模块边界条件
3.4.2 流场模块边界条件
3.5 保护渣电磁场与流场耦合方法
3.6 保护渣流动行为模拟结果分析
3.6.1 保护渣电磁场模拟
3.6.2 保护渣流场模拟
3.7 小结
第4章 常规条件下保护渣流变行为研究
4.1 试验技术路线
4.1.1 试验原料
4.1.2 试验设备
4.1.3 试验原理
4.1.4 成分设计方案
4.1.5 试验方案
4.2 试验结果分析
4.2.1 碱度对流变性能影响
2O对流变性能影响"> 4.2.2 Na2O对流变性能影响
4.2.3 MgO对流变性能影响
2对流变性能影响"> 4.2.4 CaF2对流变性能影响
4.2.5 BaO对流变性能影响
4.3 小结
第5章 电磁场对保护渣流变行为影响规律研究
5.1 试验技术路线
5.1.1 试验设备
5.1.2 试验原理
5.1.3 试验方案
5.2 试验结果分析
5.2.1 碱度对流变性能影响
2O对流变性能影响"> 5.2.2 Na2O对流变性能影响
5.2.3 MgO对流变性能影响
2对流变性能影响"> 5.2.4 CaF2对流变性能影响
5.2.5 BaO对流变性能影响
5.3 电磁场下保护渣成分设计
5.4 小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]连铸保护渣析晶行为的研究现状及展望[J]. 朱立光,胡斌,王杏娟,马坤霞,韩毅华. 材料导报. 2013(11)
[2]软接触电磁连铸结晶器保护渣流入行为的研究进展[J]. 李志豪,王杏娟,朱立光. 河北联合大学学报(自然科学版). 2012(03)
[3]电场作用下保护渣的结晶性能[J]. 王雨,王焱辉,曾晓兰,梁小平,危志文. 钢铁研究学报. 2012(05)
[4]电磁搅拌技术在冶金方面的应用[J]. 石瑞. 机械研究与应用. 2012(02)
[5]电场诱导粒子取向排列的研究进展[J]. 王海泉,陈国华. 华侨大学学报(自然科学版). 2008(04)
[6]连铸保护渣质量评价体系探讨[J]. 何生平,王丽鹃,王谦,张家相,张东升,胡志勇. 冶金标准化与质量. 2007(06)
[7]TiO2和CaO对无氟保护渣流变特性的影响[J]. 李晓,吴铿,周翔,张飞,冯宝泽,熊国兰. 钢铁研究学报. 2006(07)
[8]非牛顿冶金熔渣流变特性的研究进展[J]. 毛红霞,白晨光,邱贵宝,陈登福,温良英,董凌燕. 重庆大学学报(自然科学版). 2005(06)
[9]电磁搅拌技术的发展及其在武钢的应用[J]. 周汉香,于学斌. 武钢技术. 2004(04)
[10]碳酸钆及氧化钆纳米管的合成及表征(英文)[J]. 王正德,徐喜民,李保卫. 包头钢铁学院学报. 2004(02)
博士论文
[1]高铝钢连铸结晶器保护渣的基础研究[D]. 于雄.重庆大学 2011
[2]无氟和低氟连铸保护渣研究[D]. 何生平.重庆大学 2010
[3]含钛无氟连铸结晶器保护渣的基础研究[D]. 漆鑫.重庆大学 2009
[4]电磁铸造技术的研究[D]. 张兴国.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]电磁场对MgO-C耐火材料抗渣动力学的影响研究[D]. 徐平.武汉科技大学 2012
[2]微波对高凝油流变性影响的实验研究[D]. 张一楠.西安石油大学 2012
[3]电场作用下熔融保护渣性能的基础研究[D]. 危志文.重庆大学 2010
[4]石钢合金钢连铸保护渣的研究[D]. 潘志胜.重庆大学 2010
[5]连铸结晶器保护渣研究[D]. 陈清泉.武汉科技大学 2009
[6]基于热丝法保护渣结晶性能的研究[D]. 刘慧.重庆大学 2008
[7]圆坯连铸结晶器内电磁场、流场的数值模拟与实验研究[D]. 王学兵.辽宁科技大学 2008
[8]板坯二冷区电磁搅拌生产工艺参数优化研究[D]. 罗建华.辽宁科技大学 2008
[9]连铸中碳钢用保护渣的研制与开发[D]. 李学慧.东北大学 2008
[10]重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟及应用研究[D]. 周亮.重庆大学 2007
本文编号：2999634
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 保护渣类型
1.2 保护渣功能与作用
1.2.1 绝热保温
1.2.2 防止钢液的二次氧化
1.2.3 吸收钢液内上浮的夹杂
1.2.4 调节铸坯与结晶器之间的传热
1.2.5 改善铸坯与结晶器之间的润滑
1.3 保护渣成分与理化性能
1.3.1 化学组成
1.3.2 理化性能
1.3.3 化学成分对理化性能的影响
1.4 电磁场应用技术
1.4.1 电磁搅拌技术
1.4.2 电磁制动技术
1.4.3 电磁铸造技术
1.4.4 电磁软接触技术
1.5 国内外学者对电磁场条件下保护渣性能的研究
1.6 课题研究内容和预期创新点
1.6.1 课题来源
1.6.2 课题研究内容
1.6.3 课题创新点
第2章 保护渣流变行为理论分析
2.1 牛顿流体与非牛顿流体理论分析
2.1.1 牛顿流体
2.1.2 非牛顿流体
2.2 保护渣流变行为理论分析
2.2.1 保护渣流变曲线
2.2.2 保护渣黏度-温度曲线
2.2.3 保护渣黏流活化能
2.3 保护渣结构理论分析
2.3.1 熔渣结构理论
2.3.2 保护渣网络结构
第3章 保护渣流动行为数值模拟
3.1 参数选择
3.2 基本假设
3.3 基本方程
3.4 边界条件
3.4.1 电磁场模块边界条件
3.4.2 流场模块边界条件
3.5 保护渣电磁场与流场耦合方法
3.6 保护渣流动行为模拟结果分析
3.6.1 保护渣电磁场模拟
3.6.2 保护渣流场模拟
3.7 小结
第4章 常规条件下保护渣流变行为研究
4.1 试验技术路线
4.1.1 试验原料
4.1.2 试验设备
4.1.3 试验原理
4.1.4 成分设计方案
4.1.5 试验方案
4.2 试验结果分析
4.2.1 碱度对流变性能影响
2O对流变性能影响"> 4.2.2 Na2O对流变性能影响
4.2.3 MgO对流变性能影响
2对流变性能影响"> 4.2.4 CaF2对流变性能影响
4.2.5 BaO对流变性能影响
4.3 小结
第5章 电磁场对保护渣流变行为影响规律研究
5.1 试验技术路线
5.1.1 试验设备
5.1.2 试验原理
5.1.3 试验方案
5.2 试验结果分析
5.2.1 碱度对流变性能影响
2O对流变性能影响"> 5.2.2 Na2O对流变性能影响
5.2.3 MgO对流变性能影响
2对流变性能影响"> 5.2.4 CaF2对流变性能影响
5.2.5 BaO对流变性能影响
5.3 电磁场下保护渣成分设计
5.4 小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]连铸保护渣析晶行为的研究现状及展望[J]. 朱立光,胡斌,王杏娟,马坤霞,韩毅华. 材料导报. 2013(11)
[2]软接触电磁连铸结晶器保护渣流入行为的研究进展[J]. 李志豪,王杏娟,朱立光. 河北联合大学学报(自然科学版). 2012(03)
[3]电场作用下保护渣的结晶性能[J]. 王雨,王焱辉,曾晓兰,梁小平,危志文. 钢铁研究学报. 2012(05)
[4]电磁搅拌技术在冶金方面的应用[J]. 石瑞. 机械研究与应用. 2012(02)
[5]电场诱导粒子取向排列的研究进展[J]. 王海泉,陈国华. 华侨大学学报(自然科学版). 2008(04)
[6]连铸保护渣质量评价体系探讨[J]. 何生平,王丽鹃,王谦,张家相,张东升,胡志勇. 冶金标准化与质量. 2007(06)
[7]TiO2和CaO对无氟保护渣流变特性的影响[J]. 李晓,吴铿,周翔,张飞,冯宝泽,熊国兰. 钢铁研究学报. 2006(07)
[8]非牛顿冶金熔渣流变特性的研究进展[J]. 毛红霞,白晨光,邱贵宝,陈登福,温良英,董凌燕. 重庆大学学报(自然科学版). 2005(06)
[9]电磁搅拌技术的发展及其在武钢的应用[J]. 周汉香,于学斌. 武钢技术. 2004(04)
[10]碳酸钆及氧化钆纳米管的合成及表征(英文)[J]. 王正德,徐喜民,李保卫. 包头钢铁学院学报. 2004(02)
博士论文
[1]高铝钢连铸结晶器保护渣的基础研究[D]. 于雄.重庆大学 2011
[2]无氟和低氟连铸保护渣研究[D]. 何生平.重庆大学 2010
[3]含钛无氟连铸结晶器保护渣的基础研究[D]. 漆鑫.重庆大学 2009
[4]电磁铸造技术的研究[D]. 张兴国.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]电磁场对MgO-C耐火材料抗渣动力学的影响研究[D]. 徐平.武汉科技大学 2012
[2]微波对高凝油流变性影响的实验研究[D]. 张一楠.西安石油大学 2012
[3]电场作用下熔融保护渣性能的基础研究[D]. 危志文.重庆大学 2010
[4]石钢合金钢连铸保护渣的研究[D]. 潘志胜.重庆大学 2010
[5]连铸结晶器保护渣研究[D]. 陈清泉.武汉科技大学 2009
[6]基于热丝法保护渣结晶性能的研究[D]. 刘慧.重庆大学 2008
[7]圆坯连铸结晶器内电磁场、流场的数值模拟与实验研究[D]. 王学兵.辽宁科技大学 2008
[8]板坯二冷区电磁搅拌生产工艺参数优化研究[D]. 罗建华.辽宁科技大学 2008
[9]连铸中碳钢用保护渣的研制与开发[D]. 李学慧.东北大学 2008
[10]重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟及应用研究[D]. 周亮.重庆大学 2007
本文编号：2999634
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