鋼連鑄電磁攪拌工藝中磁流體場的數(shù)值分析.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)對鋼材質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，在鋼的連鑄工藝中，電磁攪拌技術(shù)作為一種可以有效的改善鑄坯質(zhì)量的技術(shù)手段已受到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。
　　 影響鋼連鑄電磁攪拌效果的因素很多，諸如：鋼種、攪拌器位置、電磁攪拌參數(shù)以及攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)等，但是影響攪拌效果的主要因素是電磁攪拌參數(shù)的合理選取。因此如何優(yōu)化電磁攪拌參數(shù)，優(yōu)化電磁攪拌器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為研究電磁攪拌的一個(gè)重要問題。
　　 本課題以某特殊鋼廠小方坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌工藝和末端電磁

2、攪拌工藝為對象，利用有限元理論建立了結(jié)晶器電磁攪拌和凝固末端電磁攪拌的二維和三維有限元計(jì)算模型。應(yīng)用ANSYS程序設(shè)計(jì)語言，編制了連鑄結(jié)晶器電磁攪拌和末端電磁攪拌過程的電磁場、流場計(jì)算程序，探索性的計(jì)算了不同工藝參數(shù)條件下的電磁場、電磁力場和流場分布。
　　 利用ANSYS軟件模型計(jì)算的電磁攪拌器典型位置上的磁場分布與實(shí)測結(jié)果符合良好，模擬結(jié)果表明：攪拌器中心位置攪拌效果明顯，并且沿Z軸方向向端部逐漸減小。攪拌區(qū)域邊緣磁感應(yīng)強(qiáng)度

3、、電磁力自結(jié)晶器頂面向下，呈單調(diào)上升（增強(qiáng)）或“峰”的位置偏下（結(jié)晶器出口）的分布狀態(tài)。在流場的計(jì)算過程中考慮了凝固殼厚度對鋼液流動(dòng)的影響，忽略了鋼液流動(dòng)對磁場的影響。在電磁力作用下鋼液在水平方向形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并降低了向下過高的流速，增強(qiáng)了回流。越過攪拌區(qū)域后，水平旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的速度逐漸變小。旋轉(zhuǎn)流速隨電源電流強(qiáng)度的增大而提高，同時(shí)也隨著電源頻率的增加而提高。在電磁力作用下鋼液旋轉(zhuǎn)流速呈雙峰值分布，在近壁面處最大。
　　 在電磁攪拌