CSP薄板坯连铸结晶器内电磁制动过程的数值模拟

发布时间：2023-03-19 00:47

　　本文以某钢厂CSP薄板坯连铸结晶器为原型,采用数值模拟的方法,来研究电磁制动(EMBr)对具体结构的浸入式水口浇铸时结晶器内流场、温度场以及凝固坯壳的影响。本文的研究内容包括三部分：一是采用数值仿真软件FLUENT模拟计算了无电磁制动下CSP薄板坯连铸结晶器内流场、温度场以及凝固坯壳的分布,并进一步考察了不同水口结构对CSP薄板坯连铸结晶器内流场、温度场以及凝固坯壳分布的影响。二是借助有限元软件ANSYS对CSP薄板坯连铸结晶器内的电磁场分布进行了数值模拟,并在此基础上研究了磁动势同结晶器内磁场强度的关系。三是将ANSYS中模拟的磁场强度数据导入到FLUENT中去,在流动、传热、凝固和电磁四项耦合下,研究电磁制动对具体结构的浸入式水口浇铸时结晶器内流场、温度场以及坯壳凝固的影响关系。 研究结果表明：电磁制动技术在CSP薄板坯连铸结晶器上的应用改善了其内流场、温度场以及凝固坯壳的分布,从而有助于提高连铸坯质量。相比较于传统两孔浸入式水口,四孔水口应用于CSP薄板坯连铸连轧技术时,结晶器内的综合冶金效果要优于传统两孔水情况(相同条件下,从四孔水口射出的钢液主流股末端更远离结晶器窄面,同时液...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 薄板坯连铸连轧技术概述
        1.1.1 薄板坯连铸连轧技术的发展和研究现状
        1.1.2 薄板坯连铸连轧的工艺特点和关键技术
        1.1.3 薄板坯连铸连轧的未来发展趋势
    1.2 电磁制动技术简介以及在冶金上的应用
        1.2.1 电磁制动技术的原理
        1.2.2 电磁制动在结晶器上的应用及发展
        1.2.3 电磁制动的冶金效果
    1.3 数值模拟在连铸过程中的应用
        1.3.1 数值模拟方法简述
        1.3.2 薄板坯连铸结晶器的数值模拟
    1.4 本文的主要研究内容和方案
2. CSP薄板坯连铸结晶器内流场、温度场及凝固的数值模拟
    2.1 引言
    2.2 物理模型
    2.3 模型基本假设
    2.4 数学模型
        2.4.1 湍流模型控制方程
        2.4.2 凝固过程模型
        2.4.3 控制方程
        2.4.4 边界条件
    2.5 数值求解方法
    2.6 模拟结果与分析
        2.6.1 结晶器内流场的分布
        2.6.2 结晶器内温度场和凝固坯壳的分布
    2.7 钢液凝固数学模型的验证
    2.8 本章小结
3. CSP薄板坯连铸结晶器内电磁场的数值模拟
    3.1 引言
    3.2 物理模型
    3.3 数学模型
        3.3.1 电磁场基本理论
        3.3.2 电磁场控制方程
    3.4 边界条件与计算方法
    3.5 结晶器磁场运算结果与分析
        3.5.1 结晶器内磁场的分布
        3.5.2 磁动势对结晶器内磁场分布的影响
    3.6 电磁场模型验证
    3.7 本章小结
4. 电磁制动下CSP连铸结晶器内流场、温度场及凝固的模拟
    4.1 引言
    4.2 物理模型
    4.3 模型基本假设
    4.4 数学模型
        4.4.1 控制方程
        4.4.2 边界条件
    4.5 数值求解方法
    4.6 计算结果与分析
        4.6.1 电磁制动对结晶器内流场、温度场及凝固的影响
        4.6.2 磁动势对结晶器内流场、温度场及凝固的影响
        4.6.3 拉坯速度对结晶器内电磁制动效果的影响
        4.6.4 SEN浸入深度对结晶器内电磁制动效果的影响
    4.7 本章小结
5. 结论
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3764201