坯壳导电性对电磁制动结晶器多物理场的影响

发布时间：2025-01-11 04:17

　　 采用雷诺时均方法,标准k-ε模型研究电磁制动下凝固坯壳导电性对板坯连铸结晶器内流场和电磁场的影响。计算了3种不同工况,1—忽略凝固坯壳导电性,2—凝固坯壳电导率取定值,该值等于钢液电导率,3—凝固坯壳电导率随温度变化,并对比了3种工况下感应电流、洛伦兹力、焦耳热及速度分布。结果表明,相较于凝固坯壳绝缘的情况,坯壳导电时,上环流减弱,下环流增强,环流涡心区域扩大;洛伦兹力、感应电流密度、焦耳热最大值出现在水口和射流区域,在制动区域内数值较高,随着远离制动区域而迅速衰减;坯壳导电时,数值和分布范围较坯壳绝缘时均有明显提高;电磁制动下坯壳导电性影响显著,因此模拟计算时凝固坏壳的导电性不应被忽略;由于凝固坯壳电导率接近钢液,因此工况2、3差异微小,由凝固坯壳导电引起的流场、感应电流密度分布和焦耳热分布的变化在工况2下变化幅度略大于工况3。

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【部分图文】：

图1 网格划分

结晶器几何结构及网格划分如图1所示，由于几何结构的对称性，计算域为1/4结晶器，凝固前沿及射流冲击区域做了加密处理。钢液由浸入式水口注入结晶器，在水口左右和下方形成3道射流，由下方出口流出。钢液在结晶器中凝固成型，坯壳厚度如图2所示；结晶器入口钢液温度1836K，流速1.4m/....

图2 凝固坯壳厚度曲线

垂直于结晶器宽面的外加恒定磁场如图4所示，最大磁感应强度为310mT。详细的物理参数及操作条件见表1。本文基于3种不同的凝固坯壳导电性进行计算，分别为：1—忽略凝固坯壳导电性，2—凝固坯壳电导率取定值，该值等于钢液电导率，3—凝固坯壳电导率随温度变化。3种工况下的电导率-温度曲线....

图3 结晶器壁面热流密度曲线

图2凝固坯壳厚度曲线图4磁感应强度分布

图4 磁感应强度分布

图3结晶器壁面热流密度曲线图53种工况下的电导率-温度曲线

本文编号：4025929