結晶器軟接觸電磁連鑄切縫磁感應強度ANSYS數值模擬碩士論文

1、切縫式整體外水冷軟接觸電磁連鑄結晶器的研究機械工程， 2010， 碩士【摘要】 軟接觸電磁連鑄技術是寶山鋼鐵股份有限公司在國內鋼鐵企業(yè)率先啟動研究的前沿性科研項目。目前,該項目已完成實驗室探索、實驗階段,逐步進入工業(yè)實驗階段。軟接觸電磁連鑄工業(yè)實驗的核心問題為適用于工業(yè)用電磁軟接觸結晶器開發(fā),本文以178圓坯結晶器為研究對象,開展電磁軟接觸結晶器工業(yè)化關鍵問題研究。本文應用數值模擬法、物理模型測試法相結合的電磁軟接觸連鑄結晶器工業(yè)化參數綜合系統(tǒng)研究方法,以期不同方法的相互補充和驗證,實現結晶器參數的優(yōu)化設計。物理模型測試法以寶鋼實際工業(yè)生產應用的178圓坯連鑄銅管及不銹鋼模擬物為研究對象,設計

2、了基于感應電勢法測量結晶器內磁感應強度的試驗平臺。數值模擬法利用成熟的ANSYS商業(yè)軟件開展了大量、系統(tǒng)的結晶器內電磁場的數值分析計算研究,同時基于現場生產實際工況也對軟接觸電磁結晶器進行了溫度場和應力、應變場模擬計算和分析。本文內容分為：第一章,綜述,描述了目前軟接觸電磁連鑄技術原理及發(fā)展現狀,同時探討了軟接觸電磁結晶器的研究現狀,探討整體外水冷電磁結晶器對工業(yè)應用實現的意義,確定課題研究內容。第二,整體外水冷軟接觸電磁連鑄電磁分布規(guī)律實驗室測試實驗。考察了切縫形式、線.更多還原【Abstract】 The soft-contact electromagnetic continuous ca

3、sting of steels is a leading edge project of Baoshan Iron & Steel Co. Ltd. At current, the fundamental and experimental investigation on it have been accomplished. And the project has progressed into the phase of industrialization experiments. Since the electromagnetic mould plays a dominant role in

4、 the industrialization of this new continuous casting technology, this thesis focused on key problems which arise from the industrial application of t.更多還原 【關鍵詞】 結晶器； 軟接觸電磁連鑄； 切縫； 磁感應強度； ANSYS； 數值模擬； 溫度場； 應力場； 變形； 【Key words】 mold； soft-contact electromagnetic casting； slit； magnetic induction inten

5、sity； ANSYS； numerical simulation； stress field； deformation； 第1章 緒論 10-32 1.1 軟接觸電磁技術的技術起源及原理 10-13 1.2 軟接觸電磁連鑄與常規(guī)連鑄和的比較 13-14 1.3 軟接觸電磁連鑄技術研究進展 14-18 1.3.1 國內外研究情況 14-17 1.3.2 軟接觸電磁連鑄實現存在的難點 17-18 1.4 軟接觸連鑄結晶器的發(fā)展 18-30 1.4.1 普通連鑄結晶器 18-20 1.4.2 軟接觸電磁連鑄結晶器 20-30 1.5 本文研究內容、目的及意義 30-32 1.5.1 研究對象 30

6、 1.5.2 研究內容 30-31 1.5.3 研究目的及意義 31-32 第2章 圓坯軟接觸電磁連鑄中電磁規(guī)律實驗研究 32-47 2.1 研究目的 32-33 2.2 實驗方法 33 2.3 實驗器材 33-35 2.4 實驗內容 35-37 2.5 集膚效應和結晶器對磁場屏蔽問題的討論 37-38 2.6 實驗結果的分析和討論 38-47 2.6.1 不同切縫形式條件下結晶器內部磁場分布規(guī)律 38-40 2.6.2 不同電磁線圈匝數條件下結晶器內部磁場分布規(guī)律 40-41 2.6.3 線圈外側材料對結晶器內部磁場分布規(guī)律的影響 41-42 2.6.4 不同電源頻率條件下結晶器內部磁場分布

7、規(guī)律 42-43 2.6.5 不同電磁安匝數條件下結晶器內部磁場分布規(guī)律 43-44 2.6.6 不同電源功率條件下結晶器內部磁場分布規(guī)律 44-47 第3章 圓坯軟接觸電磁連鑄結晶器電磁場數值模擬分析 47-70 3.1 研究目的 47-48 3.2 電磁場分析數學模型 48-49 3.3 有限元模型的建立及求解 49-53 3.3.1 ANSYS有限元分析程序簡介 49-50 3.3.2 實體模型的建立 50-51 3.3.3 有限元網格劃分 51-52 3.3.4 材料的物性參數 52 3.3.5 邊界條件確定及加載、求解 52-53 3.4 ANSYS電磁場分析結果的后處理 53-54

8、 3.5 計算結果的可信度分析 54-56 3.6 結晶器內電磁場分布的數值模擬結果 56-70 3.6.1 結晶器內電磁場分布的基本規(guī)律 57-60 3.6.2 切縫數對磁場的影響 60-62 3.6.3 切縫寬度寬對磁場的影響 62-63 3.6.4 切縫長度對磁場的影響 63-65 3.6.5 結晶器銅管壁厚對磁場的影響 65-66 3.6.6 電磁線圈高度對鋼液磁場分布的影響 66-67 3.6.7 線圈與結晶器銅管間隙對鋼液磁場分布的影響 67-69 3.6.8 線圈與彎月面相對位置對鋼液磁場分布的影響 69-70 第4章 圓坯軟接觸電磁連鑄結晶器溫度場、應力場模擬分析 70-88 4.1 研究目的 70 4.2 溫度場、應力場分析數學模型 70-79 4.2.1 實體模型的建立 70-71 4.2.2 數學模型單元描述 71 4.2.3 材料的物性參數 71-72 4.2.4 有限元網格的劃分 72-73 4.2.5 結晶器內弧面表面單元的熱流密度數據面的設定 73-74 4.2.6 冷卻水與結晶器銅管外弧面對流傳熱系數的設定 74-75 4.2.7 邊界條件設置及加載、求解 75-79 4.3 結晶器溫度場、應力場數值模擬結果 79-88 4.3.1 圓坯連鑄結晶器溫度分布特征