【摘 要】
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钢水在中间包内的流动情况、钢水中夹杂物的去除情况都直接影响钢材的质量。因此中间包容器在冶金流程中起着重要作用。电磁感应加热中间包技术能够进行热补偿并且有效提高钢液的质量。本课题针对双通道式感应加热中间包,提出了三种新的电磁感应加热中间包设计方案。在不同电磁参数下运用数值模拟的方法对比研究了新型感应加热中间包和常规感应加热中间包内的磁场、流场和温度场的分布情况,为电磁感应加热中间包节能优化设计提供一
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钢水在中间包内的流动情况、钢水中夹杂物的去除情况都直接影响钢材的质量。因此中间包容器在冶金流程中起着重要作用。电磁感应加热中间包技术能够进行热补偿并且有效提高钢液的质量。本课题针对双通道式感应加热中间包,提出了三种新的电磁感应加热中间包设计方案。在不同电磁参数下运用数值模拟的方法对比研究了新型感应加热中间包和常规感应加热中间包内的磁场、流场和温度场的分布情况,为电磁感应加热中间包节能优化设计提供一定的理论基础。结果表明,为提高电能利用率,建议采用结构二的新型电磁感应加热中间设计方案;为降低单匝线圈电流,提升系统工作能力,建议采用结构三的新型电磁感应加热中间包设计方案。电磁感应加热中间包磁场模拟结果表明:新型电磁感应加热中间包和常规电磁感应加热中间包的磁感应强度、电磁力和焦耳热在不同电磁参数条件下具有相同的分布规律。首先磁感应强度、电磁力和焦耳热都主要分布在管道上;其次磁感应强度和电磁力受邻近效应、进出口效应的影响在管道中心线上呈现开口向下的抛物线型分布。在管道径向上,磁感应强度和电磁力均呈现对号分布,靠近线圈最近处数值最大。结构二的感应加热中间包内两通道内磁感应强度和电磁力最对称。相同功率条件下,结构二的电磁感应加热中间包内钢液获得的焦耳热最大,中间包内的钢液温度最高;结构二型电磁感应加热中间包电能利用率最高,可达到92.44%。在线圈发热量相同的情况下,结构二型感应加热中间包钢液获得加热功率比结构一型感应加热器中间包内钢液获得的加热功率高108.71 kW。相同功率条件下,结构三中对线圈施加的电流较低,结构三型感应加热中间包工作能力更强。相比于无感应加热,新型感应加热中间包内流场和温度场大幅度得到改善。在相同功率条件下,结构二型中间包中钢液的温升最高。在线圈冷却强度相同时,结构二管道内钢液流速更大。在不同电磁参数条件下,结构二型电磁感应加热中间包在相同条件下比其它两种结构的夹杂物去除率更高。
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