連鑄結(jié)晶器內(nèi)的冶金過程是改善連鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流動狀態(tài)起著極為重要的作用。因此,實現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流動控制具有重要的意義。連鑄過程中結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流動行為會影響到夾雜物和氣泡的運動及分布,進而影響連鑄坯質(zhì)量。由浸入式水口側(cè)孔流出的高溫鋼液撞擊結(jié)晶器窄面形成上回流和下回流。上回流垂直沖擊彎月面,造成彎月面不穩(wěn)定和波動,容易引起鑄坯質(zhì)量缺陷,如鑄坯表面振痕和皮下夾渣等;下回流會攜帶非金屬夾雜物和氣泡進入到結(jié)晶器液相穴深處,使之難以上浮去除,被凝固坯殼捕獲會形成皮下缺陷。為了確保高拉速條件下連鑄坯的質(zhì)量,自上世紀(jì)80年代誕生的電磁制動技術(shù),作為一種有效控制鋼液流動的方法廣泛應(yīng)用于連鑄生產(chǎn)過程,成為控制高拉速板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動的重要手段。電磁制動技術(shù)從第一代區(qū)域型裝置發(fā)展到現(xiàn)行應(yīng)用的第二代全幅一段電磁制動裝置和第三代電磁制動裝置。然而,受磁場作用區(qū)域的限制,現(xiàn)行應(yīng)用的電磁制動裝置的制動效果受工藝參數(shù)和電磁參數(shù)影響均較大,如水口浸入深度、水口傾角、磁極位置和磁感應(yīng)強度等,降低了電磁制動的應(yīng)用效果。本文基于電磁制動技術(shù)的基本原理,提出和建立了一種新型的立式電磁制動裝置,以高...

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 電磁制動技術(shù)與其發(fā)展
        1.1.1 電磁制動技術(shù)原理
        1.1.2 傳統(tǒng)電磁制動技術(shù)的發(fā)展
        1.1.3 傳統(tǒng)電磁制動技術(shù)的冶金效果
        1.1.4 傳統(tǒng)電磁制動效果的影響因素
    1.2 電磁制動發(fā)展過程中的磁場布置方式
        1.2.1 區(qū)域型電磁制動磁場布置方式
        1.2.2 全幅型電磁制動磁場布置方式
        1.2.3 靜磁場復(fù)合電磁制動磁場布置方式
        1.2.4 多模式組合電磁制動磁場布置方式
        1.2.5 電磁制動技術(shù)在國內(nèi)外的研究狀況
    1.3 現(xiàn)行連鑄技術(shù)分析
    1.4 課題的提出
    1.5 本課題研究的內(nèi)容和意義
第2章 現(xiàn)行連鑄坯存在的問題及立式電磁制動技術(shù)提出
    2.1 現(xiàn)場連鑄坯夾雜物檢測
    2.2 產(chǎn)生原因分析
    2.3 立式電磁制動技術(shù)提出
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電磁制動結(jié)晶器內(nèi)磁場與流場數(shù)學(xué)模型的建立
    3.1 電磁制動結(jié)晶器內(nèi)磁場數(shù)學(xué)模型的建立
        3.1.1 電磁場求解基本方程
        3.1.2 電磁制動結(jié)晶器幾何模型
        3.1.3 磁場邊界條件及求解方法
    3.2 電磁制動結(jié)晶器內(nèi)磁場與流場耦合數(shù)學(xué)模型建立
        3.2.1 基本假設(shè)
        3.2.2 結(jié)晶器內(nèi)流體流動控制方程
        3.2.3 結(jié)晶器內(nèi)鋼/渣界面控制方程
        3.2.4 求解區(qū)域及邊界條件
        3.2.5 方程離散及求解方法
        3.2.6 數(shù)值模擬采用的工藝及物性參數(shù)
        3.2.7 數(shù)值計算網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    3.3 本章小結(jié)
第4章 立式電磁制動結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動行為的數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 立式電磁制動磁場計算模型的驗證
    4.3 立式電磁制動電磁場計算結(jié)果與分析
    4.4 電磁參數(shù)對鋼液流動及鋼/渣界面波動行為的影響
        4.4.1 磁感應(yīng)強度對鋼液流動的影響
        4.4.2 磁感應(yīng)強度對鋼/渣界面波動的影響
    4.5 工藝參數(shù)對鋼液流動及鋼/渣界面波動行為的影響
        4.5.1 拉坯速度的影響
        4.5.2 水口浸入深度的影響
        4.5.3 水口傾角的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 立式電磁制動結(jié)晶器內(nèi)金屬液面波動行為的物理實驗
    5.1 引言
    5.2 立式電磁制動器原型設(shè)計
        5.2.1 立式電磁制動器結(jié)構(gòu)組成
        5.2.2 勵磁電源
    5.3 低熔點合金電磁流體流動平臺設(shè)計
    5.4 立式電磁制動結(jié)晶器內(nèi)磁場特性
        5.4.1 磁場分布特性
        5.4.2 不同電流強度下磁感應(yīng)強度分布特性
    5.5 立式電磁制動結(jié)晶器內(nèi)金屬液面波動行為的物理實驗
        5.5.1 實驗原理
        5.5.2 實驗方法和方案
    5.6 實驗結(jié)果與分析
        5.6.1 連續(xù)澆注過程中感應(yīng)強度對金屬液面瞬時波動的影響
        5.6.2 工藝參數(shù)對金屬液面瞬時波動的影響
        5.6.3 工藝參數(shù)對金屬液面平均波高的影響
        5.6.4 不同參數(shù)對彎月面行為的影響
    5.7 本章小結(jié)
第6章 立式電磁制動與全幅一段電磁制動的對比評價
    6.1 引言
    6.2 全幅一段電磁制動電磁場計算結(jié)果與分析
    6.3 全幅一段電磁制動結(jié)晶器內(nèi)基本流動特性
    6.4 全幅一段電磁制動作用下鋼液流動及鋼/渣界面波動行為
        6.4.1 拉坯速度的影響
        6.4.2 水口浸入深度的影響
        6.4.3 水口傾角的影響
    6.5 立式電磁制動技術(shù)與全幅一段電磁制動技術(shù)對比
    6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
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本文編號：3745678