偏心M-EMS作用下连铸圆坯流动-传热模拟
发布时间：2021-08-25 07:04
为探究偏心结晶器电磁搅拌（M-EMS）对圆坯钢液流动和传热的作用,减轻偏心M-EMS对圆坯的不利影响,通过建立三维耦合模型研究了偏心M-EMS作用下?380mm连铸圆坯钢液流动和传热特点及M-EMS参数的影响。结果表明,在偏心M-EMS（300A/2Hz）作用下,由水口进入结晶器钢液流向外弧侧,碰壁后会形成较大回流;外弧侧钢液温度比内弧侧温度高;随着距弯月面距离增加,外弧侧钢液温度先增加后降低,温度最大处在MEMS中心,为1 779K;内弧侧钢液温度则一直降低。随着电流强度由100增加到500A,圆坯下方回流区由1个变为2个;内、外弧侧钢液温差先减小后增加,在300A时最小,为8.4K。随着电流频率由1增加5Hz,外弧侧回流区变小直至消失。当电流频率小于3Hz时,内、外弧侧钢液温差小于10K;而当频率大于3Hz时,温差则大于16K。?380mm圆坯推荐M-EMS参数为300A/2Hz。
【文章来源】：钢铁. 2020,55(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
几何模型
磁感应强度云图如图2所示。图2(a）所示为圆坯纵剖面磁感应分布云图（300A/2Hz），图2(b）所示为M-EMS中心横截面磁感应分布云图。由图可知，外弧侧磁感应强度较大，磁感应强度最大值在结晶器出口处，此处外弧侧磁感应强度为0.016T，内弧侧磁感应强度为0.013T。M-EMS中心圆坯横截面电磁力矢量图如图3所示。由图可知，电磁力与磁感应强度分布类似，外弧侧电磁力更大。
通过文献[12,18]可知，电流强度对磁场的影响比电流频率的影响更大，因此先研究电流强度的影响。为考察电流强度对圆坯流场-温度场的影响，将电流频率设定为2 Hz，电流强度分别设置为100、200、300、400、500A。图4所示为不同电流强度下纵剖面流场流线图。由图可知，钢液由水口进入结晶器后，由于外弧电磁力更大，钢液冲击轨迹开始向外弧侧偏移。当电流强度为100和200A时，电磁力较小，钢液斜冲入结晶器触碰到外弧侧后在足辊区形成1个回流区，此回流区极大；结晶器上部内、外弧也存在回流区，但内、外弧上回流区位置并不对称；当电流强度为300A时，水口钢液冲击轨迹向外弧侧偏转角度变小，在结晶器内、外弧侧均形成上、下2个回流，但外弧侧下回流区范围较小；当电流强度为400和500A时，钢液冲击到M-EMS中心附近会快速向外弧侧偏转，钢液冲击到外弧侧的位置变高，除内、外弧存在2个位置靠上的回流区外，在足辊区会额外形成1个回流区，此回流区略靠近内弧侧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场与温度场数值模拟[J]. 谢集祥,罗钢,刘浏,汪成义. 中国冶金. 2020(02)
[2]新一代高效连铸技术发展思考[J]. 朱苗勇. 钢铁. 2019(08)
[3]电磁搅拌对大圆坯结晶器冶金行为影响的探讨[J]. 王璞,李少翔,陈列,陈希青,王小松,张家泉. 钢铁. 2019(08)
[4]Φ800mm圆坯连铸机45钢生产工艺优化[J]. 吴明洋,陈良. 中国冶金. 2018(04)
[5]大圆坯中心偏析成因解析及质量控制的思考[J]. 张权企,董娟,夏冬冬. 冶金与材料. 2017(06)
[6]电磁搅拌作用下弧形结晶器流场的数值模拟[J]. 赵菲,白明华,徐宽,龙鹄,韩少峰,董京波. 连铸. 2017(01)
[7]大圆坯连铸结晶器电磁偏心搅拌的数值模拟[J]. 任兵芝,陈登福,王宏丹,漆锐. 东北大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]结晶器电磁搅拌电流对Φ650mm大圆坯内部质量的影响[J]. 孙涛,岳峰,吴华杰,郭春,马忠存,李瑛,郭鑫. 特殊钢. 2015(05)
[9]圆坯连铸机结晶器电磁搅拌的研究与实践[J]. 郭李波,马忠存. 特钢技术. 2015(01)
[10]Q345E低合金高强度钢Φ600mm连铸圆坯的生产实践[J]. 王社教,倪红卫,尹修刚,陈宏豫,成日金. 特殊钢. 2013(05)
硕士论文
[1]特大圆坯结晶器内钢液流场及传热的研究[D]. 孙立明.燕山大学 2013
本文编号：3361638
【文章来源】：钢铁. 2020,55(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
几何模型
磁感应强度云图如图2所示。图2(a）所示为圆坯纵剖面磁感应分布云图（300A/2Hz），图2(b）所示为M-EMS中心横截面磁感应分布云图。由图可知，外弧侧磁感应强度较大，磁感应强度最大值在结晶器出口处，此处外弧侧磁感应强度为0.016T，内弧侧磁感应强度为0.013T。M-EMS中心圆坯横截面电磁力矢量图如图3所示。由图可知，电磁力与磁感应强度分布类似，外弧侧电磁力更大。
通过文献[12,18]可知，电流强度对磁场的影响比电流频率的影响更大，因此先研究电流强度的影响。为考察电流强度对圆坯流场-温度场的影响，将电流频率设定为2 Hz，电流强度分别设置为100、200、300、400、500A。图4所示为不同电流强度下纵剖面流场流线图。由图可知，钢液由水口进入结晶器后，由于外弧电磁力更大，钢液冲击轨迹开始向外弧侧偏移。当电流强度为100和200A时，电磁力较小，钢液斜冲入结晶器触碰到外弧侧后在足辊区形成1个回流区，此回流区极大；结晶器上部内、外弧也存在回流区，但内、外弧上回流区位置并不对称；当电流强度为300A时，水口钢液冲击轨迹向外弧侧偏转角度变小，在结晶器内、外弧侧均形成上、下2个回流，但外弧侧下回流区范围较小；当电流强度为400和500A时，钢液冲击到M-EMS中心附近会快速向外弧侧偏转，钢液冲击到外弧侧的位置变高，除内、外弧存在2个位置靠上的回流区外，在足辊区会额外形成1个回流区，此回流区略靠近内弧侧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场与温度场数值模拟[J]. 谢集祥,罗钢,刘浏,汪成义. 中国冶金. 2020(02)
[2]新一代高效连铸技术发展思考[J]. 朱苗勇. 钢铁. 2019(08)
[3]电磁搅拌对大圆坯结晶器冶金行为影响的探讨[J]. 王璞,李少翔,陈列,陈希青,王小松,张家泉. 钢铁. 2019(08)
[4]Φ800mm圆坯连铸机45钢生产工艺优化[J]. 吴明洋,陈良. 中国冶金. 2018(04)
[5]大圆坯中心偏析成因解析及质量控制的思考[J]. 张权企,董娟,夏冬冬. 冶金与材料. 2017(06)
[6]电磁搅拌作用下弧形结晶器流场的数值模拟[J]. 赵菲,白明华,徐宽,龙鹄,韩少峰,董京波. 连铸. 2017(01)
[7]大圆坯连铸结晶器电磁偏心搅拌的数值模拟[J]. 任兵芝,陈登福,王宏丹,漆锐. 东北大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]结晶器电磁搅拌电流对Φ650mm大圆坯内部质量的影响[J]. 孙涛,岳峰,吴华杰,郭春,马忠存,李瑛,郭鑫. 特殊钢. 2015(05)
[9]圆坯连铸机结晶器电磁搅拌的研究与实践[J]. 郭李波,马忠存. 特钢技术. 2015(01)
[10]Q345E低合金高强度钢Φ600mm连铸圆坯的生产实践[J]. 王社教,倪红卫,尹修刚,陈宏豫,成日金. 特殊钢. 2013(05)
硕士论文
[1]特大圆坯结晶器内钢液流场及传热的研究[D]. 孙立明.燕山大学 2013
本文编号：3361638
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3361638.html
