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圆坯结晶器电磁搅拌过程三维流场与温度场数值模拟
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:金属学报
  • 时间:0
  • 页码:1465-1473
  • 语言:中文
  • 分类:TF777.1[冶金工程—钢铁冶金]
  • 作者机构:[1]东北大学材料与冶金学院,沈阳110004
  • 相关基金:国家自然科学基金委员会和宝钢集团公司“钢铁联合研究基金”项目50674020以及教育部新世纪优秀人才支持计划项目NCET-04-0285资助
  • 相关项目:高拉速连铸吹氩结晶器内渣钢界面行为研究
中文摘要:

建立了描述圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程的三维数学模型.采用有限元和有限体积结合的方法求解Maxwell方程组和湍流Navier—Stokes方程,分析了结晶器电磁搅拌过程的磁场、流场、温度场和夹杂物轨迹特征,并考虑了励磁电磁强度和频率的影响.研究表明,磁场模拟结果与现场实测数据一致,电磁力在圆坯水平截面上呈周向分布.钢液在结晶器纵截面内形成两对回流区,且在水平截面内旋转流动;过热钢液滞留在结晶器上部区域,铸坯芯部温度迅速降低,凝固前沿温度梯度提高;大部分夹杂物积聚到结晶器上部区域旋转运动.励磁电流强度和频率对结晶器内钢液的流动、温度分布及夹杂物运动均有明显影响.

英文摘要:

A new 3D mathematical model describing the electromagnetic stirring (EMS) in the round billet continuous casting mold was developed and the method combining the finite elementfinite volume was used to solve the Maxwell's equations and the turbulent Navier-Stokes equations. The characteristics of magnetic field, flow field, temperature field and inclusion trajectory during EMS were analyzed considering the influences of the exciting current intensity and frequency. The simulated magnetic field in the mold is in good agreement with the measured data in the real steel plant, the electromagnetic force is circumferential distribution at the horizontal section of billet. Molten steel forms two pair of recirculation zones in the longitudinal section of the mold and recirculates at the horizontal section. Most of superheated molten steel is stranded in the upper region of mold, the core temperature of billet reduces dramatically and the temperature gradient at the solidifying forefront of billet increases. Most inclusion particles accumulate in the upper zone of mold and do a swirllike motion. The flow behaviour, temperature distribution and inclusion motion in the mold are all influenced obviously by the exciting current intensity and frequency.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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