张兴武
,
张林涛
,
邓安元
,
田华彦
,
王恩刚
,
赫冀成
连铸
doi:10.3969/j.issn.1005-4006.2007.06.010
通过有限元法三维数值模拟,研究了电磁软接触结晶器口部外水套对圆坯电磁软接触结晶器内部磁场的影响规律.结果表明,对于上通体切缝结晶器而言,结晶器口部外水套对其内部磁场分布的影响明显;随着切缝初始位置的下移,外水套对结晶器内部磁场的影响越来越小.当切缝的初始位置保持不变时,外水套的影响作用随着感应线圈内电流的增大而增大.
关键词:
电磁连铸
,
数值模拟
,
外水套
,
切缝初始位置
,
磁场分布
张静
,
王恩刚
,
邓安元
,
张兴武
,
赫冀成
中国冶金
采用有限元软件,研究了连铸470mm×350mm大方坯结晶器电磁搅拌电流和频率对磁感应和电磁力分布的影响,并与实测数值进行了对比.研究表明,磁场模拟结果与现场实测数据一致.电磁力在大方坯水平截面上呈周向分布.当电流相同时,随着频率的增加,磁感应强度减小.电磁力随着频率的增加而增加,且随着频率的增加,最大电磁力增加量减小.当频率相同时,随着电流的增加,钢液内的磁感应强度和电磁力都增加.结合数值模拟的具体结果,当电流和频率为550 A、2Hz时,能起到良好的搅拌效果.同时对钢液流场特性进行了初步研究.
关键词:
大方坯
,
电磁搅拌
,
电流
,
频率
张静
,
王恩刚
,
邓安元
,
许秀杰
,
赫冀成
连铸
采用有限元法和有限体积法对φ250mm大圆坯连铸结晶器电磁搅拌（M-EMS）磁场和流场进行耦合计算。分析了不同电磁搅拌电流和频率下磁场和流场的分布。研究表明,数值模拟结果与实测结果基本一致。钢液中心面的磁感应强度在角部要明显大于中心。电磁力在横截面周向上分布均匀,流动呈涡旋状。当频率相同时,磁感应强度、电磁力和流速随着电流的增加而增加。当电流相同时,沿拉速方向,磁感应强度随频率增加而减小,电磁力和流速随频率的增加而增加。沿搅拌器中心径向,磁感应强度和电磁力随频率增加而减小,频率对切向流速的影响不大。对于φ250mm大圆坯连铸结晶器电磁搅拌,在电流和频率为480A,3Hz时能起到良好的搅拌效果。
关键词:
电磁搅拌
,
磁场
,
流场
,
数值模拟
邓安元
,
王恩刚
,
赫冀成
,
孟广辉
,
张永杰
,
陈兆平
,
周月明
金属学报
研究了不同条件下矩形软接触结晶器内的电磁场分布规律. 结果表明, 矩形软接触电磁连铸结晶器角部存在明显的磁场叠加现象; 沿结晶器窄面的磁场分布比较均匀, 而宽面上的磁场分布均匀性较差. 通过合理布置切缝, 可提高软接触结晶器内的磁感应强度和磁场分布的均匀性. 宽面上的切缝应采用不均匀方式布置, 可在宽面中心位置附近布置相对较多的切疑这在矩形软接触结晶器角部不布置切缝. 磁感应强度的最大值出现在线圈中心偏上位置附近, 随感应线圈上升, 该最大值增大, 其位置上移, 将线圈靠近结晶器入口安装, 有助于均匀周向磁场. 在线圈中心位置附近的磁感应强度分布较均匀, 实际浇铸过程, 应将液面控制在线圈子高度中心与线圈顶端位置之间.
关键词:
连铸
,
null
,
null
邓安元
,
王恩刚
,
赫冀成
,
孟广辉
,
张永杰
,
陈兆平
,
周月明
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.10.019
研究了不同条件下矩形软接触结晶器内的电磁场分布规律.结果表明,矩形软接触电磁连铸结晶器角部存在明显的磁场叠加现象;沿结晶器窄面的磁场分布比较均匀,而宽面上的磁场分布均匀性较差.通过合理布置切缝,可提高软接触结晶器内的磁感应强度和磁场分布的均匀性.宽面上的切缝应采用不均匀方式布置,可在宽面中心位置附近布置相对较多的切缝,在矩形软接触结晶器角部不布置切缝.磁感应强度的最大值出现在线圈中心偏上位置附近,随感应线圈上升,该最大值增大,其位置上移.将线圈靠近结晶器入口安装,有助于均匀周向磁场.在线圈中心位置附近的磁感应强度分布较均匀,实际浇铸过程中,应将液面控制在线圈高度中心与线圈顶端位置之间.
关键词:
连铸
,
软接触结晶器
,
高频电磁场
,
磁感应强度分布
许秀杰
,
邓安元
,
王恩刚
,
张林涛
,
张兴武
,
张永杰
,
赫冀成
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.04.015
在实验室立式连铸机上对碳素结构钢Q235B进行了电磁软接触连铸实验,测量了结晶器内磁场分布和Sn-Pb-Bi合金熔体弯月面形状.结果表明,采用电磁软接触连铸技术,可以显著改善铸坯表面质量;当电源功率达到最佳值时,振痕完全受到抑制,铸坯表面光洁;但当电源功率过大时,铸坯表面出现波浪形振痕.分析认为,铸坯表面质量得到改善是高频电磁场的Lorentz力效应和Joule热效应共同作用的结果;当电源功率过大时,分瓣结晶器内的磁场分布不均匀,沿结晶器周向呈波浪形分布,加之钢水液面波动也更加剧烈,因此在铸坯表面产生波浪形振痕.
关键词:
连铸结晶器
,
软接触
,
电磁场
,
弯月面
,
初始凝固
邓安元
,
许秀杰
,
王恩刚
,
张林涛
,
张兴武
,
赫冀成
钢铁
为确定工业实验基本参数，对电磁软接触连铸结晶器进行了优化设计计算，设计制作了100 mm圆坯电磁软接触连铸结晶器，利用SnPbBi合金实验研究了结晶器内的弯月面行为，并进行了w(C)为0.22％钢坯的电磁软接触连铸实验。结果表明，电磁软接触连铸结晶器内磁场和弯月面变形具有不均匀性，切缝数为12时，磁场周向分布和弯月面变形较均匀。输入功率增加，弯月面高度增高，液面波动加剧。对于100 mm圆坯电磁软接触连铸系统，功率可控制在50～60 kW左右。实际应用中，浇注液面应控制在线圈中心偏上位置。较低的电源频率可获得较高的弯月面，频率应控制在20 kHz左右，可获得较高的周向均匀的磁场。获得了表面质量改善的电磁软接触连铸钢坯。随功率增加，铸坯表面依次会出现环状振痕、无振痕和波纹状振痕等3种振痕形态。
关键词:
连铸;结晶器;电磁软接触;高频磁场;弯月面行为
邓安元
,
徐永义
,
王恩刚
,
张兴武
,
赫冀成
中国有色金属学报
采用低熔点Sn-32%Pb-52%Bi合金模拟钢液,研究交变磁场作用下金属熔池液面的波动和变形行为.结果表明:交变磁场会使金属液面发生弧形变形,液面一直处于波动状态;熔池在三相点附近形成汇聚撞击的两个回流区,导致液面上三相点附近的波动最剧烈,易造成表面卷渣;增加线圈电流强度,液面变形增大,波动加剧;当熔池外壁面的磁感应强度达到约50 mT时,液面的波动幅度达到约±3 mm,应有一个合理的电流强度;适当增加频率可减小电磁力对自由表面波动的影响范围,有利于增大弯月面变形和减小液面波动,频率控制在30 kHz左右较适宜;液面位于线圈中心高度附近时,弯月面变形较大,液面波动较剧烈,初始液面控制在线圈高度中心有利于节能.波动规律可解释电磁软接触连铸中铸坯表面振痕随电流强度大小的变化规律.
关键词:
Sn-Pb-Bi合金
,
模拟钢液
,
液面变形
,
液面波动
,
连铸
,
交变磁场
许秀杰
,
邓安元
,
王恩刚
,
赫冀成
连铸
采用Sn-Pb-Bi低熔点合金模拟钢液对高频电磁场作用下中间切缝圆坯连铸结晶器内的弯月面行为进行研究,从弯月面形状、高度和三相点位置等方面入手分析,讨论了电源功率、感应线圈位置和磁场频率对弯月面行为的影响,并以钢液为试验材料进行模型试验,验证了采用Sn-Pb-Bi低熔点合金进行研究的可靠性.结果表明,电功率对弯月面行为影响较明显;感应线圈的最佳安装位置位于结晶器切缝区域中心;在20～30kHz范围内增加磁场频率可以有效提高弯月面高度,但当磁场频率超过30kHz后,弯月面高度增加幅度不明显;在相似的试验条件下,钢液弯月面轮廓线接近于合金熔液的弯月面,这表明采用Sn-Pb-Bi低熔点合金熔液可以准确地模拟钢液的弯月面行为.
关键词:
连铸
,
结晶器
,
软接触
,
电磁场
,
弯月面
