電渣重熔能夠有效去除夾雜物及改善鋼錠的凝固質(zhì)量。在電渣重熔工藝中,自耗電極的熔化及熔滴的滴落是其核心現(xiàn)象,熔滴的大小影響夾雜物的去除效率,其引起的流場(chǎng)分布決定了渣池溫度場(chǎng)的分布及金屬熔池的形狀,最終決定鋼錠質(zhì)量。本文用VOF方法處理熔滴與熔渣間的相互作用,再耦合電磁場(chǎng)方程、能量方程以及流動(dòng)方程,建立電渣重熔過(guò)程電極熔化及熔池形狀的數(shù)學(xué)模型。分析了電壓、填充比、鋼渣界面張力等工藝參數(shù)對(duì)熔滴行為的影響以及不同電極熔化速率對(duì)金屬熔池形狀的影響。模擬結(jié)果表明：（1）在本模型條件下,熔煉電壓取為30V、35V、40V。隨著電壓的增大,在熔滴形成階段,電極底部從一個(gè)熔滴源增加到兩個(gè)熔滴源。熔滴直徑從10.56 mm增大到11.55 mm,再增大到11.84mm；電極熔化速率從0.68 kg·min-1;增大到0.86 kg·min-1,再增大到1.47kg·min-1。（2）在本模型條件下,填充比取0.5、0.6、0.7、0.8。當(dāng)填充比小于0.6時(shí),隨著填充比的增大,熔滴直徑從11.55mm增加到11.90mm；在填充比為0.6時(shí)達(dá)到最大值。之后隨著填充比的增大,熔滴直徑從最大值減小到11.58... 

【文章來(lái)源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 課題的研究目的及意義
    1.3 課題的研究?jī)?nèi)容
第2章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 電渣重熔概述
        2.1.1 電渣重熔的原理
        2.1.2 電渣重熔的特點(diǎn)
        2.1.3 電渣重熔的發(fā)展及現(xiàn)狀
        2.1.4 電渣重熔技術(shù)展望
    2.2 電渣重熔的數(shù)值模擬及研究現(xiàn)狀
        2.2.1 國(guó)外對(duì)電渣重熔數(shù)值模擬的研究
        2.2.2 國(guó)內(nèi)對(duì)電渣重熔數(shù)值模擬的研究
    2.3 電渣重熔熔滴形成及滴落行為模擬研究
        2.3.1 國(guó)外對(duì)電渣重熔過(guò)程熔滴行為的研究
        2.3.2 國(guó)內(nèi)對(duì)電渣重熔過(guò)程熔滴行為的研究
    2.4 文獻(xiàn)評(píng)述
第3章 模型建立
    3.1 計(jì)算方法與基本假設(shè)
        3.1.1 計(jì)算方法
        3.1.2 基本假設(shè)
    3.2 物理模型控制方程
        3.2.1 電磁場(chǎng)控制方程
        3.2.2 多相流VOF控制方程
        3.2.3 流動(dòng)控制方程
        3.2.4 渣池的對(duì)流傳熱方程
        3.2.5 電極的導(dǎo)熱方程
        3.2.6 鋼錠的導(dǎo)熱方程
        3.2.7 熔滴的行為
    3.3 穩(wěn)態(tài)模型的邊界條件
        3.3.1 電磁場(chǎng)邊界條件
        3.3.2 流場(chǎng)邊界條件
        3.3.3 溫度場(chǎng)邊界條件
    3.4 電極熔化模型的邊界條件
        3.4.1 電磁場(chǎng)邊界條件
        3.4.2 流場(chǎng)邊界條件
        3.4.3 多相流VOF邊界條件
        3.4.4 溫度場(chǎng)邊界條件
    3.5 熔池模型的邊界條件
        3.5.1 電磁場(chǎng)邊界條件
        3.5.2 流場(chǎng)邊界條件
        3.5.3 多相流VOF邊界條件
        3.5.4 溫度場(chǎng)邊界條件
    3.6 幾何模型及網(wǎng)格劃分
        3.6.1 實(shí)體模型
        3.6.2 網(wǎng)格劃分
    3.7 材料物性參數(shù)與工藝參數(shù)
    3.8 計(jì)算流程圖
        3.8.1 穩(wěn)態(tài)模型
        3.8.2 電極熔化模型
        3.8.3 熔池形狀模型
第4章 模型計(jì)算結(jié)果及分析
    4.1 穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果
        4.1.1 穩(wěn)態(tài)電磁場(chǎng)計(jì)算結(jié)果
    4.2 電極熔化計(jì)算結(jié)果
        4.2.1 熔滴的形成過(guò)程
        4.2.2 電極熔化時(shí)熔滴變化過(guò)程
        4.2.3 熔滴對(duì)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)影響
    4.3 熔池計(jì)算結(jié)果
    4.4 不同工藝參數(shù)對(duì)熔滴行為的影響
        4.4.1 不同電壓對(duì)熔滴行為的影響
        4.4.2 不同填充比對(duì)熔滴行為影響
        4.4.3 不同界面張力對(duì)熔滴行為影響
        4.4.4 不同熔速對(duì)熔池形狀影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
論文包含圖、表、公式及文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電渣重熔過(guò)程渣/金界面行為的模擬[J]. 李寶寬,王博.  材料與冶金學(xué)報(bào). 2012(04)
[2]雙級(jí)串聯(lián)電渣重熔系統(tǒng)電磁場(chǎng)和焦耳熱場(chǎng)研究[J]. 王芳,李寶寬.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[3]國(guó)外電渣重熔概況及我國(guó)電渣重熔的發(fā)展方向[J]. 隋鐵流.  材料與冶金學(xué)報(bào). 2011(S1)
[4]電渣冶金的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 李正邦.  材料與冶金學(xué)報(bào). 2011(S1)
[5]電渣重熔過(guò)程模擬軟件Meltflow-ESR理論基礎(chǔ)簡(jiǎn)介及其應(yīng)用[J]. 梁強(qiáng),陳希春,付銳,任昊,郭漢杰.  材料與冶金學(xué)報(bào). 2011(S1)
[6]第二代大型錠電渣冶金技術(shù)的發(fā)展[J]. 傅杰.  中國(guó)冶金. 2010(05)
[7]工藝參數(shù)對(duì)電渣熔鑄熔滴形成過(guò)程的影響研究[J]. 饒磊,張瑩,耿茂鵬.  鑄造技術(shù). 2010(02)
[8]第一代和第二代電渣冶金技術(shù)的發(fā)展[J]. 傅杰.  特殊鋼. 2010(01)
[9]NUMERICAL SIMULATION OF TEMPERATURE FIELDS IN ELECTROSLAG REMELTING SLAB INGOTS[J]. L.Z.Chang~* B.Z.Li Department of Metallurgical Technology,Central Iron & Steel Research Institute,Beijing 100081,China.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2008(04)
[10]Mathematical Model for Electroslag Remelting Process[J]. DONG Yan-wu1, JIANG Zhou-hua1, LI Zheng-bang2(1. School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China; 2. Institute for Metallurgical Technology, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China).  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2007(05)

博士論文
[1]電渣重熔過(guò)程凝固數(shù)學(xué)模擬及新渣系研究[D]. 董艷伍.東北大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3543035