結(jié)晶器軟接觸電磁連鑄切縫磁感應強度ANSYS數(shù)值模擬碩士論文

1、切縫式整體外水冷軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器的研究機械工程， 2010， 碩士【摘要】 軟接觸電磁連鑄技術(shù)是寶山鋼鐵股份有限公司在國內(nèi)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(jié)晶器開發(fā),本文以178圓坯結(jié)晶器為研究對象,開展電磁軟接觸結(jié)晶器工業(yè)化關(guān)鍵問題研究。本文應用數(shù)值模擬法、物理模型測試法相結(jié)合的電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器工業(yè)化參數(shù)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(xiàn)結(jié)晶器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。物理模型測試法以寶鋼實際工業(yè)生產(chǎn)應用的178圓坯連鑄銅管及不銹鋼模擬物為研究對象,設(shè)計

2、了基于感應電勢法測量結(jié)晶器內(nèi)磁感應強度的試驗平臺。數(shù)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(jié)晶器內(nèi)電磁場的數(shù)值分析計算研究,同時基于現(xiàn)場生產(chǎn)實際工況也對軟接觸電磁結(jié)晶器進行了溫度場和應力、應變場模擬計算和分析。本文內(nèi)容分為：第一章,綜述,描述了目前軟接觸電磁連鑄技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀,同時探討了軟接觸電磁結(jié)晶器的研究現(xiàn)狀,探討整體外水冷電磁結(jié)晶器對工業(yè)應用實現(xiàn)的意義,確定課題研究內(nèi)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?？疾炝饲锌p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(guān)鍵詞】 結(jié)晶器； 軟接觸電磁連鑄； 切縫； 磁感應強度； ANSYS； 數(shù)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(shù)的技術(shù)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(shù)研究進展 14-18 1.3.1 國內(nèi)外研究情況 14-17 1.3.2 軟接觸電磁連鑄實現(xiàn)存在的難點 17-18 1.4 軟接觸連鑄結(jié)晶器的發(fā)展 18-30 1.4.1 普通連鑄結(jié)晶器 18-20 1.4.2 軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器 20-30 1.5 本文研究內(nèi)容、目的及意義 30-32 1.5.1 研究對象 30

6、 1.5.2 研究內(nèi)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(nèi)容 35-37 2.5 集膚效應和結(jié)晶器對磁場屏蔽問題的討論 37-38 2.6 實驗結(jié)果的分析和討論 38-47 2.6.1 不同切縫形式條件下結(jié)晶器內(nèi)部磁場分布規(guī)律 38-40 2.6.2 不同電磁線圈匝數(shù)條件下結(jié)晶器內(nèi)部磁場分布規(guī)律 40-41 2.6.3 線圈外側(cè)材料對結(jié)晶器內(nèi)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(jié)晶器內(nèi)部磁場分布

7、規(guī)律 42-43 2.6.5 不同電磁安匝數(shù)條件下結(jié)晶器內(nèi)部磁場分布規(guī)律 43-44 2.6.6 不同電源功率條件下結(jié)晶器內(nèi)部磁場分布規(guī)律 44-47 第3章 圓坯軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器電磁場數(shù)值模擬分析 47-70 3.1 研究目的 47-48 3.2 電磁場分析數(shù)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(wǎng)格劃分 51-52 3.3.4 材料的物性參數(shù) 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(jié)果的后處理 53-54

8、 3.5 計算結(jié)果的可信度分析 54-56 3.6 結(jié)晶器內(nèi)電磁場分布的數(shù)值模擬結(jié)果 56-70 3.6.1 結(jié)晶器內(nèi)電磁場分布的基本規(guī)律 57-60 3.6.2 切縫數(shù)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(jié)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(jié)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(jié)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(shù)學模型 70-79 4.2.1 實體模型的建立 70-71 4.2.2 數(shù)學模型單元描述 71 4.2.3 材料的物性參數(shù) 71-72 4.2.4 有限元網(wǎng)格的劃分 72-73 4.2.5 結(jié)晶器內(nèi)弧面表面單元的熱流密度數(shù)據(jù)面的設(shè)定 73-74 4.2.6 冷卻水與結(jié)晶器銅管外弧面對流傳熱系數(shù)的設(shè)定 74-75 4.2.7 邊界條件設(shè)置及加載、求解 75-79 4.3 結(jié)晶器溫度場、應力場數(shù)值模擬結(jié)果 79-88 4.3.1 圓坯連鑄結(jié)晶器溫度分布特征