基于旋轉(zhuǎn)磁場、行波磁場電磁攪拌器的數(shù)值模擬.pdf

1、電磁攪拌技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè),特別是在連鑄生產(chǎn)中,依靠電磁攪拌器激發(fā)產(chǎn)生變化磁場,進(jìn)而產(chǎn)生電磁力來完成對(duì)鋼液的均勻攪拌已達(dá)到生產(chǎn)要求。連鑄過程中對(duì)于不同形狀鋼坯的生產(chǎn),在連鑄機(jī)不同位置所使用的電磁攪拌器類型有所不同。方坯在結(jié)晶器位置選用旋轉(zhuǎn)磁場電磁攪拌器達(dá)到攪拌目的,板坯在二冷區(qū)位置選用行波磁場電磁攪拌器來達(dá)到攪拌目的。本文借助電磁場基本原理,利用ANSYS有限元軟件分別對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場和行波磁場電磁攪拌過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,研究鋼液內(nèi)

2、部磁感應(yīng)強(qiáng)度、電磁力及鋼液流速在不同條件下的變化規(guī)律。研究結(jié)果可以為現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)工藝制定提供理論依據(jù)。
　　針對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場電磁攪拌器,首先以350mm大方坯為研究對(duì)象,在固定電流強(qiáng)度、攪拌器尺寸等參數(shù)的情況下,研究了攪拌頻率對(duì)鑄坯內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度、電磁力及鋼液流動(dòng)速度的影響,研究表明:攪拌頻率為2Hz、6Hz和8Hz時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度在6Hz時(shí)出現(xiàn)最大磁感應(yīng)強(qiáng)度,電磁力也出現(xiàn)一峰值,液體的流動(dòng)速度最大,從電磁力的分布看,攪拌器的下端出現(xiàn)向

3、上的電磁力,有利于減小鋼液的沖擊深度。然后以200mm方坯為研究對(duì)象,研究相同參數(shù)下,克萊姆繞組式和六磁極式電磁攪拌器在不同電流強(qiáng)度和電流頻率條件下磁感應(yīng)強(qiáng)度和電磁力的變化規(guī)律,并對(duì)攪拌器中心線上磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明:克萊姆式電磁攪拌器鑄坯內(nèi)部的電磁力值大于六磁極式電磁攪拌器,頻率為3Hz時(shí)出現(xiàn)最大電磁力,且在攪拌器中心線上磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果相吻合,說明采用的計(jì)算模型正確。
　　針對(duì)行波磁場

4、電磁攪拌器,以不同厚度(150mm、180mm、200mm)板坯為研究對(duì)象,模擬了輥式電磁攪拌器在不同頻率(5Hz、7Hz、10Hz),不同安匝數(shù)(400A/84匝、360A/91匝、320A/105匝)條件下,鑄坯內(nèi)部磁場變化情況;同時(shí)研究了不同布置形式的電磁攪拌輥對(duì)板坯內(nèi)磁場和流場的影響規(guī)律。結(jié)果表明:頻率越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,但產(chǎn)生的電磁力越大;安匝數(shù)越大對(duì)應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度值和電磁力越大;鑄坯厚度越薄,沿鑄坯寬度方向中心截面的最大磁感