通道式感应加热中间包的数值模拟研究

发布时间：2021-06-11 14:00

　　在连铸过程中,中间包存在较大的热损失,通道式感应加热中间包能够有效地进行温度补偿,而且有利于夹杂物去除。本文针对双通道式感应加热中间包,运用三维稳态、非稳态数学模型来研究感应加热中间包内电磁场、流场及温度场。基于有限元方法,求解并分析了通道式感应加热中间包内感应电流、磁场、洛伦兹力和焦耳热分布。将洛伦兹力和焦耳热作为源项加入动量和能量守恒方程,基于有限体积法,对钢液的流动、传热行为进行耦合求解。运用数值模拟的方法,求得“T”型中间包以及有、无感应加热时的中间包RTD曲线,并分别分析了仅加载洛伦兹力和焦耳热时的RTD曲线。通过自定义标量方程,考察通道式感应加热中间包内钢液传质行为。结果表明：在通道式感应加热中间包内,感应电流穿过两个通道形成电流回路。通道中感应电流密度要远大于注入室和分配腔中感应电流密度。通道中感应电流分布是不均匀的。感应电流与钢液电阻作用产生焦耳热,其分布与感应电流相似。感应电流和磁场的不均匀致使洛伦兹力是偏心的。钢液受到偏心洛伦兹力作用,会产生旋转流动。钢液流过通道时,钢液温度升高密度减小,密度差产生的浮升力使热的钢液向上运动,延长了钢液在中间包内停留时间,减小了死区... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

连铸过程[2]

Fig. 1.4 The schematic diagram of structure of tundish with induction heating以本文所分析的双通道感应加热中间包为例。如图1.3所示，钢液由长水口进入注入室，在通道内经过加热最终流入分配室。其设备构成主要有[17]:(1)感应加热器：感应加热器用于激发磁通，类似于带一次线圈的申.相变压器，由闭合磁路的导磁体和多01线圈组成。感应加热器安装在上下贯通的非磁不诱钢内套内，它既作为耐火材料的支撑也作为冷却用空气的通道，便于使感应加热器定位。(2)通道：由耐火材料制成，埋设在靠近中间包底部的隔墙内，作为钢水加热和流动的通道。-11 -

加热原理示意图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3224671