【摘 要】
：
提出了在电渣重熔过程中采用振动电极的方法.以电渣重熔的电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了基于Maxwell方程的,基于能量方程、质量守恒方程和凝固方程的电渣重熔过程电磁场、速度场、温度场和凝固场的数值模型,采用UDF自定义函数和动网格解决了电极振动的问题.对比分析了电极振动与不振动时,电渣重熔过程中速度场和温度场的分布.主要研究结果表明:由于电极振动的影响,左右两侧的漩涡较小,整个流动中心在渣池的
【机 构】
：
东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳,110819 沈阳铸造研究所,辽宁沈阳,110021
【出 处】
：
第二届全国电磁冶金与强磁场材料科学会议
论文部分内容阅读
提出了在电渣重熔过程中采用振动电极的方法.以电渣重熔的电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了基于Maxwell方程的,基于能量方程、质量守恒方程和凝固方程的电渣重熔过程电磁场、速度场、温度场和凝固场的数值模型,采用UDF自定义函数和动网格解决了电极振动的问题.对比分析了电极振动与不振动时,电渣重熔过程中速度场和温度场的分布.主要研究结果表明:由于电极振动的影响,左右两侧的漩涡较小,整个流动中心在渣池的中心,除渣金界面外,整个流场中的速度分布具有对称性.渣池中的温度左右两侧较高,且有对称性.液相线与固相线之间的距离较电极无振动时有所增加.
其他文献
本文采用物理模拟和数值模拟的方法,对电磁搅拌下板坯结晶器内的流场进行了测量和计算.考察了不同连铸工艺和搅拌电流作用下的流场结构和分布特征,提出了自由液面的卷渣指数(MFEI)和结晶器内流场均匀性指数(VUI),介绍了上述指数对板坯结晶器-内流场电磁搅拌效果的判定方法,进而提出了搅拌参数的综合优化方法.
本研究针对板坯铸机使用的第三代电磁制动FC Mold技术进行研究,通过数值模拟计算了该装置所能产生的磁场分布情况,并计算了目前现场不同工艺条件下使用的参数状态,结合现场应用情况说明电磁制动技术在现场使用的合理性,以及现场使用的部分效果.计算和应用结果表明,现场开启电磁制动可显著降低钢液液面波动,有利于提高目标拉速,统计结果表明,全月因液面波动造成冷轧汽车钢铸坯降级的比率减少了6％.
通过旋转磁场以及合适的冷却条件可以使Al-30Si合金的初生硅富集在铸锭的周围,形成明显的梯度层,最外层含硅质量分数为65-69％,铸锭内部是Al-Si共晶组织.这是由于在合金凝固过程中初生硅现在坩埚内壁形核生长,然后熔体中的Si原子在二次环流以及Taylor-G(o)rtler漩涡的作用下运动到坩埚内壁,促使已形核的初生硅的生长,最终导致了初生硅的分离.
板坯结晶器电磁搅拌装置在连铸过程中,能有效改善铸坯表面和内部质量,均匀铸坯初期凝壳厚度,稳定连铸操作,是生产汽车、家电和船舶等表面质量要求较高的特殊钢种关键设备.2012年,湖南中科电气股份有限公司利用有限元分析,通过优化设计感应器磁路、铁心结构尺寸及增加磁屏蔽装置等改进措施,对板坯结晶器电磁搅拌装置进行了国产化研制.经测试,在同等电气参数下,国产化多极宽板坯结晶器电磁搅拌装置的磁感应强度和电磁力
本文将铝硅过共晶合金凝固过程中析出的初生硅颗粒视为铝熔体中的夹杂物颗粒,研究了交替旋转磁场对铝熔体中夹杂物的聚合效果的影响.结果表明,在交替旋转磁场作用下,夹杂物颗粒发生了明显的聚合并迁移至顶部被除去.对比发现交替旋转磁场对夹杂物的聚合效果要优于定向旋转磁场.随着交替旋转磁场的频率和电流的增加,夹杂物聚合效果显著提高.交替时间存在一最佳值,本研究中,交替时间为10s时夹杂物聚合效果最佳.
成功设计制作了适于工业试验的外加电场钢液净化精炼装置,并应用此装置开展渣金间外加电场钢液脱氧工艺研究.试验结果表明:在3～5V,50～80A的外加直流电场下,20min内可将钢液中(100t)的溶解氧由初始的868×10-6脱除至642×10-6,整个过程脱氧速率可达11.3×10-6.min-1.研究表明任何增大氧离子传质系数和增大渣金反应面积的方法都可增大渣金间氧离子电流,提高脱氧反应速率.采
为了探讨脉冲磁场下熔体流动,传热和宏观凝固特性,本文首先提出采用傅里叶级数实现任意周期脉冲磁场瞬态电磁场的计算和引入低雷诺k-epsilon模型,从而建立多周期下脉冲磁场熔体湍流运动的多孔介质凝固模型.另外,凝固能量方程焓法求解过程中,采用连续液相率函数取代分段液相率函数,有效简化运算复杂度.
以某厂(0)210mm圆坯结晶器电磁搅拌为研究对象,利用采用ANSYS有限元软件,建立了结晶器电磁搅拌电磁场-流场-温度场耦合数学模型,并进行求解.研究了磁场强度和电磁力在结晶器内钢水中的分布规律、电流强度和电源频率对磁场强度、电磁力以及结晶器内流场和温度场的影响规律,研究表明:结晶器内的磁感应强度和电磁力分布都呈边缘大,中间小的趋势;在电磁搅拌的作用下,结晶器内的钢水产生了旋转运动,形成了上回流
本文分析了锌铝合金在电磁场下水平连铸坯的表面气孔形成原因,调整了浇注温度和电流强度,达到了消除表面气孔的目的,考察了铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌.结果发现,较低的电流强度和浇注温度可以同时达到消除气孔、细化组织的目的.最佳的浇注温度430-450℃,电流80A,频率30Hz时,边部和心部组织最为均匀细小.合适的电磁场不仅消除了普通水平连铸坯柱状晶组织,使凝固点下移到铸锭中心,还使得微观的树枝晶
电磁脉冲焊接是一种基于电磁成形的固相连接技术,可以在工件互不接触的情况下获得很好的焊接质量.本文从了解电磁脉冲焊接原理和特点出发,总结了国内外异种材料管-管或管-棒焊接研究现状及应用前景,探讨了焊接接头界面结合机理，电磁脉冲焊接过程数值模拟现状，提出研究电磁脉冲焊接的重要意义.