發(fā)布時間：2020-10-17 04:04

　　 結晶器內鋼液液面穩(wěn)定性是保證鑄坯質量的關鍵因素。多年來許多冶金工作者采用水模型實驗、數值模擬或二者相結合的方式對結晶器內鋼液的流動及液面波動行為進行研究。他們主要研究了水口張角、拉坯速度、水口浸入深度、鑄坯寬度等對結晶器內流場及液面波動行為的影響規(guī)律。隨著電磁攪拌技術的廣泛應用,需考慮在結晶器電磁攪拌作用下各參數對鋼液液面波動的影響規(guī)律。然而,相關的研究很少。本文以某鋼廠φ250mm連鑄圓坯結晶器電磁攪拌為研究對象,采用電磁-流體單向耦合的方法及VOF模型,模擬了連鑄圓坯結晶器電磁攪拌作用下鋼液的液面形狀及電磁攪拌強度,拉速,水口深度,電磁攪拌器安裝位置對鋼液液面波動及卷渣行為的影響規(guī)律。研究結果表明:電磁攪拌作用下鋼液的液面呈旋轉拋物面,與無電磁攪拌作用下的液面截然不同;在電磁攪拌強度一定時,隨著拉速的增大,水口附近液面波動增強,達到一定值時液面出現(xiàn)卷渣現(xiàn)象;在拉速不變的情況下,增大電磁攪拌強度,液面波動隨之變得劇烈最終出現(xiàn)卷渣行為;通過調節(jié)浸入式水口深度或電磁攪拌器安裝位置能夠改變結晶器電磁攪拌下鋼液的液面波動情況,即通過增大浸入水口深度或增大電磁攪拌器距結晶器頂部的距離能夠減小因電磁攪拌強度過大或電磁攪拌作用下拉速過大造成的水口附近劇烈的液面波動,進而改善液面卷渣現(xiàn)象。
【學位單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

圖 2-2 三相繞組線圈接法和三相交流電波形圖a) 三相繞組線圈接法； b) 三相交流電波形在 ωt = 0的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 a)所示：由磁場的疊加原理，將每相電流產生的磁場疊加，便得到三相電流在 ωt = 0瞬間的合成磁場，如圖2-3 a)虛線所示，合成電磁場的軸線方向自 U1指向 U2。在 ωt = π / 3的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 b)所示：在 ωt =π / 3的瞬間的合成磁場，如圖 2-3 b)虛線所示，合成磁場的軸線的方向自 W2指向 W1。在 ωt = π / 2的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 c)所示：同樣地，得到三相電流在 ωt = π / 2的瞬間的合成磁場，如圖 2-3 c)虛線所示，合成磁場的軸線方向自 V1指向 V2。從以上的分析不難發(fā)現(xiàn)，三相交流電經過 1/4 個周期，其角頻率轉過了90°，由三相交流電激勵產生合電磁場方向同樣也轉過了 1/4 圈，由此可得，如果三相交流電的經過一個整周期，其角頻率變化360°，由三相電流激勵產生的合成磁場旋轉了360°，三相交流電角頻率以2π為周期持續(xù)下去，圓桶形鐵芯和繞組線圈內部空間中將形成

將每相電流產生的磁場疊加，便得到三相電流在 ωt = 0瞬間的合成磁場，如圖2-3 a)虛線所示，合成電磁場的軸線方向自 U1指向 U2。在 ωt = π / 3的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 b)所示：在 ωt =π / 3的瞬間的合成磁場，如圖 2-3 b)虛線所示，合成磁場的軸線的方向自 W2指向 W1。在 ωt = π / 2的瞬間，繞組線圈中的各相電流方向如圖 2-3 c)所示：同樣地，得到三相電流在 ωt = π / 2的瞬間的合成磁場，如圖 2-3 c)虛線所示

器中心軸線為轉軸的轉矩，在該轉矩的作用下，鋼液做繞結晶器中心軸線旋轉的轉動a)U1U2W1W2V1V2b) c)圖 2-3 三相繞組線圈接法和三相交流電波形圖a) ωt = 0； b) ωt = π / 3； c) ωt =π / 2經過對實際結晶器電磁攪拌裝置的簡化，建立結晶器電磁攪拌裝置結構的模型圖 2-4 a)，選擇適用于三維磁場分析的單元對圖 2-4 a)裝置結構模型進行網格劃分得到裝置結構的網格模型如圖 2-4 b)，為了便于觀察，此處取消了空氣模型結構及元的顯示。
【參考文獻】

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本文編號：2844245