【摘 要】
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电磁制动和电磁搅拌等控流技术在连铸生产中的广泛应用,大大提高了钢材的质量。结合两者的优点,本文采用电磁制动加电磁搅拌的复合磁场对结晶器流场进行控制,主要对纯流场下（不施加磁场）和复合磁场下的流场、温度场、气泡行为进行分析,并预测了气泡被凝固前沿所捕获的位置。本文使用有限元软件ANSYS计算磁场,将计算好的磁场数据导入FLUENT中,并在FLUENT中启用相应的模块进行流场、温度场、气泡的计算,最后
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电磁制动和电磁搅拌等控流技术在连铸生产中的广泛应用,大大提高了钢材的质量。结合两者的优点,本文采用电磁制动加电磁搅拌的复合磁场对结晶器流场进行控制,主要对纯流场下（不施加磁场）和复合磁场下的流场、温度场、气泡行为进行分析,并预测了气泡被凝固前沿所捕获的位置。本文使用有限元软件ANSYS计算磁场,将计算好的磁场数据导入FLUENT中,并在FLUENT中启用相应的模块进行流场、温度场、气泡的计算,最后利用TECPLOT、ORIGIN取图分析。结合某钢厂的实际情况,本文对1750× 230（mm）的板坯进行模拟,模拟拉速为1.0m/min,相关的电磁参数为:制动电流400A、600A、800A;搅拌电流500A、600A、700A、800A;搅拌频率为2Hz。结果如下:复合磁场作用下,主流股受到抑制,在结晶器的下部区域更易形成活塞流,致使下部低温区域完全消失;弯月面处的电磁搅拌使得结晶器壁面和角部附近的低温区域有所减少甚至消失,温度分布更加均匀。纯流场下,气泡从水口出来,一部分大气泡紧挨着水口外壁快速上浮,还有一部分气泡集中在板坯宽度方向1/4处上浮。窄面附近有一些小气泡随着上返流上浮,另外有一些小气泡随着钢液进入下循环区;复合磁场作用下,气泡的运动状态发生了显著的变化:电磁搅拌使得上循环区气泡的运动状态由垂直上升变为螺旋上升,大大增加了气泡的行程;电磁制动能够很好的降低到达下循环区的气泡的数量。被凝固前沿所捕获的气泡中,直径小于0.4mm的占据了绝大多数,并且被捕获的气泡都位于铸坯皮下很浅的地方;得益于电磁搅拌对凝固前沿的冲刷作用,复合磁场下结晶器上部被捕获的气泡较纯流场下显著减少。
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