基于旋轉磁場、行波磁場電磁攪拌器的數(shù)值模擬.pdf

1、電磁攪拌技術現(xiàn)已廣泛應用于鋼鐵行業(yè),特別是在連鑄生產(chǎn)中,依靠電磁攪拌器激發(fā)產(chǎn)生變化磁場,進而產(chǎn)生電磁力來完成對鋼液的均勻攪拌已達到生產(chǎn)要求。連鑄過程中對于不同形狀鋼坯的生產(chǎn),在連鑄機不同位置所使用的電磁攪拌器類型有所不同。方坯在結晶器位置選用旋轉磁場電磁攪拌器達到攪拌目的,板坯在二冷區(qū)位置選用行波磁場電磁攪拌器來達到攪拌目的。本文借助電磁場基本原理,利用ANSYS有限元軟件分別對旋轉磁場和行波磁場電磁攪拌過程進行數(shù)值模擬分析,研究鋼液內(nèi)

2、部磁感應強度、電磁力及鋼液流速在不同條件下的變化規(guī)律。研究結果可以為現(xiàn)場實際生產(chǎn)工藝制定提供理論依據(jù)。
　　針對旋轉磁場電磁攪拌器,首先以350mm大方坯為研究對象,在固定電流強度、攪拌器尺寸等參數(shù)的情況下,研究了攪拌頻率對鑄坯內(nèi)部磁感應強度、電磁力及鋼液流動速度的影響,研究表明:攪拌頻率為2Hz、6Hz和8Hz時,磁感應強度在6Hz時出現(xiàn)最大磁感應強度,電磁力也出現(xiàn)一峰值,液體的流動速度最大,從電磁力的分布看,攪拌器的下端出現(xiàn)向

3、上的電磁力,有利于減小鋼液的沖擊深度。然后以200mm方坯為研究對象,研究相同參數(shù)下,克萊姆繞組式和六磁極式電磁攪拌器在不同電流強度和電流頻率條件下磁感應強度和電磁力的變化規(guī)律,并對攪拌器中心線上磁感應強度計算結果與實測數(shù)據(jù)進行對比驗證。結果表明:克萊姆式電磁攪拌器鑄坯內(nèi)部的電磁力值大于六磁極式電磁攪拌器,頻率為3Hz時出現(xiàn)最大電磁力,且在攪拌器中心線上磁感應強度計算結果與實測結果相吻合,說明采用的計算模型正確。
　　針對行波磁場

4、電磁攪拌器,以不同厚度(150mm、180mm、200mm)板坯為研究對象,模擬了輥式電磁攪拌器在不同頻率(5Hz、7Hz、10Hz),不同安匝數(shù)(400A/84匝、360A/91匝、320A/105匝)條件下,鑄坯內(nèi)部磁場變化情況;同時研究了不同布置形式的電磁攪拌輥對板坯內(nèi)磁場和流場的影響規(guī)律。結果表明:頻率越大,磁感應強度越小,但產(chǎn)生的電磁力越大;安匝數(shù)越大對應磁感應強度值和電磁力越大;鑄坯厚度越薄,沿鑄坯寬度方向中心截面的最大磁感