王东
,
胡坤太
,
仇圣桃
,
李宝宽
钢铁研究学报
对方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,分析了不同电流强度、电流频率、结晶器铜管以及结晶器内水套对电磁搅拌器内磁场分布的影响,得到了磁场特性与电磁搅拌参数的关系,模拟结果与实测结果一致;并得出采用合适的电磁搅拌参数可以在结晶器内获得合理有效地电磁搅拌强度,从而可以更有效地改善铸坯的质量.
关键词:
连铸
,
结晶器
,
电磁搅拌
,
数值模拟
刘双
,
贺铸
,
蔡辉
,
王强
,
李宝宽
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140291
为研究工艺参数对电渣重熔过程的影响,建立了能够考虑电磁现象并耦合动量和热量传输的三维瞬态数学模型,运用商业软件Fluent进行了模拟研究,计算值与测量值吻合较好.模拟结果表明:在极间距相同的2种工况下,监测点的电流密度值基本相同,说明当渣池深度变化时,可以通过调节电极浸入深度,以符合设定的操作制度.电势降主要发生在渣池区域,渣金界面处的电压仅为0.1V;焦耳热最大值出现在电极端角与渣池接触区域,最小值出现在渣金界面;电磁力最大值出现在电极边角附近,随着纵向深度增加,轴向分量越来越小.极间距为20 mm时,电极端角与渣池接触区域的速度和温度均出现最大值,金属熔池深度也最大,其大小分别为0.045 m/s,2 250 K,41.5 mm.
关键词:
工艺参数
,
数值模拟
,
电渣重熔
,
极间距
,
金属熔池
单美龙
,
王芳
,
李宝宽
,
赵林
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.z1.026
大型钢锭电渣重熔中电流达数万安培,在电渣炉附近空间会形成一个强大的交变磁场,磁场内的钢铁构件,甚至混凝土中的钢筋都要产生涡流发热,即增加了网路的电能损耗,又有损于结构件的强度.本文建立了大型电渣炉短网邻近钢结构的电磁场与温度场的耦合数学模型,并考虑了不同操作电流对钢体构件温度的影响.结果表明:在钢结构内,距离导电横臂距离越近,感应电流密度和磁感应强度越大.钢结构内存在一个高温区域,最高温度出现在距导电横臂中心距离最小处.当操作电流越大,结构内的温度越高.当结构区域距导电横臂中心距离大于0.6m处,结构的温度较低,接近于室温,电流的感应作用较弱.模拟结果对钢结构优化设计具有参考价值.
关键词:
电渣重熔
,
钢结构
,
电磁场
,
焦耳热分布
,
温度分布
李东辉
,
李宝宽
金属学报
采用数值模拟手段, 结合水模型实验模拟, 研究了中间包底部吹气过程对中间包内流场及夹杂物传输行为的影响, 结果表明, 在吹气条件下中间包采用挡墙控制有利于改善中间包流场, 促进夹杂物上浮.
关键词:
中间包
,
null
,
null
,
null
王芳
,
李宝宽
,
陈瑞
,
赵林
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.z1.022
多电极电渣重熔系统比单电极系统具有感抗小、电耗低、熔化率高等特点,目前广泛应用于生产大型钢锭.掌握多电极电渣重熔系统中电磁场的分布情况对于提高钢锭质量和节省电能都很重要.本文以多电极电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了能够考虑集肤效应的三维谐波电磁场数学模型,采用Maxwell方程、Lorentz定律和Joule定律分析了渣、钢锭和电极的磁场、电磁力、电流密度和焦耳热功率密度分布.结果表明:电流的最大值出现在电极内侧,与渣池的交界面处;由于电极的自感和互感的相互作用,两对电极内侧的磁感应强度增大,外侧的磁感应强度减小;焦耳热的最大值出现在渣中,电极底部内侧与渣的交界处.参数研究还发现:当源电流增大时,在电极内靠近壁面处的电流呈线性增大;当频率大于等于35 Hz时,在电极内部电流密度趋向线性分布;当电极侵入深度增大或渣层的厚度减小时,渣池中焦耳热的最大值增大.
关键词:
双级串联
,
电渣重熔
,
电磁场
,
焦耳热
,
数值模拟
李宝宽
,
李东辉
金属学报
利用水模型观察连铸结晶器内导致钢坯质量下降的涡流现象.提出蛇型结构结晶器水模型,撒入黑芝麻以显示结晶器内自由液面流谱,用可调曝光时间的照相机记录涡流图案.实验中观察到较为稳定的单个涡和偶尔出现的两个对称涡现象.在数值模拟中,将浸入式水口移离中心位置,从而可产生偏流和涡流.实验与模拟的结果表明:结晶器内三维偏流导致涡流的出现,涡流位于水口较低流速一侧,涡流强度取决于拉速和水口偏离中心的程度.
关键词:
连铸
,
null
,
null
,
null
,
null
刘中秋
,
张刚刚
,
张力
,
李宝宽
,
隋智通
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2010.02.002
针对含钛炉渣在流渣反应器中的氧化工艺,采用模型实验方法研究熔渣在反应器内的流动特性与溶质扩散现象.考虑气液两相流动时,由于界面张力和浮力作用,黏性力的影响相对降低,故采用水来代替实际的高温液态高炉渣,通过底部吹入N2 ,模拟实际反应器内的流动情况.设计并排与错排两种喷吹方式,分别进行了物理水模型实验及数值模拟实验研究.物理水模型实验分别采用高速摄像法观测流场和刺激响应法测传质过程;数值模拟实验分析了不同位置的速度矢量分布和湍动能分布.结果表明错排喷吹方式的反应器内的流动特性好于并排方式.
关键词:
含钛炉渣
,
流道反应器
,
流动与扩散
李宝宽
,
顾明言
,
齐凤升
,
王芳
,
周谦
金属学报
建立了底吹钢包内气/钢液/渣三相流动数学模型, 利用多相流动体积法(VOF)模拟了渣层运
动行为. 模型结果再现了底吹钢包内气/钢液/渣三相流动现象. 当Ar气被吹进钢包时, 在
钢液内产生气泡, 上升的气泡间 歇地冲击并突破渣层, 产生渣眼; 同时, 渣层发生波动,
波动频率随着Ar气流量的增加而增加. 参数研究显示: 220 t钢包底吹流量由100增加到
300 L/min, 渣眼直径由0.43增加到 0.81 m. 计算的无量纲渣眼面积与文献中渣眼的实
验结果很接近. Ar气喷吹期间, 渣层发生重大的变形, 近渣眼处的渣层变薄, 近钢包壁
处的渣层变厚. 渣眼周围钢液流速很大, 并导致部分渣滴卷入钢液中.
关键词:
钢包
,
Slag layer behavior
,
Three-phase flow
,
Mathematical model
