包钢圆坯连铸凝固末端电磁搅拌数值模拟及应用

发布时间：2021-10-16 19:54

　　电磁搅拌技术在钢铁工业中的应用已经有30多年的历史。连铸实践证明，电磁搅拌对于连铸坯质量改善具有显著的冶金效果。电磁搅拌可以扩大连铸工艺条件、提高铸坯质量，如提高等轴晶率、降低气孔、偏析等，连铸电磁搅拌（EMS）已成为一种控制凝固组织、改善铸坯质量的重要手段。许多钢铁厂都已经采用了结晶器电磁搅拌。但是单一部位的搅拌对改善铸坯质量是有限的，尤其对合金钢、重轨钢等的中心偏析问题不能解决，因此组合电磁搅拌技术的应用越来越广泛。增加末端电磁搅拌对于进一步改善成分偏析和疏松指数，可以有效地改善中心偏析，对生产出高质量的钢材意义十分重大。本课题基于包钢1#和2#连铸机由方坯改为圆坯，并在五机五流圆坯连铸机上加装凝固末端电磁搅拌设备情况下，以圆坯连铸末端电磁搅拌器为研究对象，以Ansys有限元分析软件为工具，对圆坯末端电磁搅拌的温度场及磁场做了数值分析和生产验证。首先通过有限元数值模拟对包钢1#和2#铸机圆坯连铸过程温度场进行分析，确定了凝固末端电磁搅拌位置：1#铸机电磁搅拌器安装在距弯月面12.0m，即整个搅拌器在11.6-12.4m范围内，2#铸机电磁搅拌器安装在距弯月面13.0m，即整个搅拌器... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 电磁搅拌技术概况
    1.2 电磁搅拌理论研究及应用
        1.2.1 电磁搅拌的理论研究
        1.2.2 电磁搅拌的应用
    1.3 末端电磁搅拌技术应用
    1.4 本文研究内容及目的
2 连铸电磁搅拌过程磁场计算模型建立
    2.1 连铸电磁搅拌控制方程
        2.1.1 电磁场基本模型
        2.1.2 单连通域涡流区求解模型
        2.1.3 多连通域涡流区求解模型建立
    2.2 电磁搅拌原理及搅拌参数
        2.2.1 旋转磁场的产生
        2.2.2 旋转磁场的方向
        2.2.3 电磁搅拌参数对搅拌效率的影响
3 凝固末端电磁搅拌位置的确定
    3.1 确定末端搅拌器最佳安装位置的方法
    3.2 末端电磁搅拌的安装位置
        3.2.1 凝固传热模型的建立
        3.2.2 结晶器平均热流密度的计算
        3.2.3 二冷区换热系数的计算
        3.2.4 数值模拟结果分析
4 凝固末端电磁搅拌数值计算
    4.1 凝固末端电磁搅拌器参数
    4.2 1#连铸机圆坯凝固末端电磁搅拌分析
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 初始条件和边界条件
        4.2.3 1#铸机末端电磁搅拌磁场分析
        4.2.4 测试数据和计算数据的验证
        4.2.5 最佳工艺参数确定
    4.3 2#连铸机圆坯凝固末端电磁搅拌分析
        4.3.1 2#铸机末端电磁搅拌磁场分析
        4.3.2 测试数据和计算数据的验证
    4.4 末端电磁搅拌工艺参数确定
结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌的磁场数值模拟[J]. 尹永昌,李建超,王宝峰,张凌峰.  铸造技术. 2012(03)
[2]重轨钢大方坯连铸机凝固末端电磁搅拌位置的确定[J]. 王晓东,王宝峰,曹建刚,李建超.  铸造技术. 2011(06)
[3]方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场与流场数值模拟[J]. 李建超,吉利宏,王宝峰.  铸造技术. 2010(11)
[4]基于Ansys的连铸圆坯凝固过程的数值模拟[J]. 章香林,徐兆春,吴代平.  现代矿业. 2010(09)
[5]凝固末端电磁搅拌器的应用[J]. 李雪静.  机械工程师. 2010(06)
[6]圆坯连铸电磁旋流水口的数值模拟[J]. 苏志坚,李德伟,孙立为,丸川雄净,赫冀成.  金属学报. 2010(04)
[7]连铸复合电磁搅拌对低碳钢碳偏析的影响[J]. 曹红福.  特殊钢. 2010(02)
[8]电磁搅拌技术的发展[J]. 吴存有,周月明,侯晓光.  世界钢铁. 2010(02)
[9]电磁搅拌技术在连铸生产中的应用[J]. 王宝峰,李建超.  鞍钢技术. 2009(01)
[10]圆坯结晶器电磁搅拌过程三维流场与温度场数值模拟[J]. 于海岐,朱苗勇.  金属学报. 2008(12)

博士论文
[1]圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程数学模拟与实验研究[D]. 吴扣根.上海大学 2001

硕士论文
[1]末端电磁搅拌对钢连铸坯成分偏析及微观组织影响的模拟研究[D]. 韩彦博.大连理工大学 2012
[2]薄板坯连铸凝固过程数值模拟[D]. 定巍.内蒙古科技大学 2007
[3]末端电磁搅拌磁场的数值模拟及应用[D]. 王金辉.东北大学 2005



本文编号：3440408