结晶器软接触电磁连铸切缝磁感应强度ANSYS数值模拟硕士论文

1、切缝式整体外水冷软接触电磁连铸结晶器的研究机械工程， 2010， 硕士【摘要】 软接触电磁连铸技术是宝山钢铁股份有限公司在国内钢铁企业率先启动研究的前沿性科研项目。目前,该项目已完成实验室探索、实验阶段,逐步进入工业实验阶段。软接触电磁连铸工业实验的核心问题为适用于工业用电磁软接触结晶器开发,本文以178圆坯结晶器为研究对象,开展电磁软接触结晶器工业化关键问题研究。本文应用数值模拟法、物理模型测试法相结合的电磁软接触连铸结晶器工业化参数综合系统研究方法,以期不同方法的相互补充和验证,实现结晶器参数的优化设计。物理模型测试法以宝钢实际工业生产应用的178圆坯连铸铜管及不锈钢模拟物为研究对象,设计

2、了基于感应电势法测量结晶器内磁感应强度的试验平台。数值模拟法利用成熟的ANSYS商业软件开展了大量、系统的结晶器内电磁场的数值分析计算研究,同时基于现场生产实际工况也对软接触电磁结晶器进行了温度场和应力、应变场模拟计算和分析。本文内容分为：第一章,综述,描述了目前软接触电磁连铸技术原理及发展现状,同时探讨了软接触电磁结晶器的研究现状,探讨整体外水冷电磁结晶器对工业应用实现的意义,确定课题研究内容。第二,整体外水冷软接触电磁连铸电磁分布规律实验室测试实验。考察了切缝形式、线. 更多还原【Abstract】 The soft-contact electromagnetic continu

3、ous casting 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 domina

4、nt role in the industrialization of this new continuous casting technology, this thesis focused on key problems which arise from the industrial application of t. 更多还原 【关键词】 结晶器； 软接触电磁连铸； 切缝； 磁感应强度； ANSYS； 数值模拟； 温度场； 应力场； 变形； 【Key words】 mold； soft-contact electromagnetic casting； slit； magnetic

5、 induction intensity； ANSYS； numerical simulation； stress field； deformation； 第1章 绪论 10-32 1.1 软接触电磁技术的技术起源及原理 10-13 1.2 软接触电磁连铸与常规连铸和的比较 13-14 1.3 软接触电磁连铸技术研究进展 14-18 国内外研究情况 14-17 软接触电磁连铸实现存在的难点 17-18 1.4 软接触连铸结晶器的发展 18-30 普通连铸结晶器 18-20 软接触电磁连铸结晶器 20-30 1.5 本文研究内容、目的及意义 30-32 研究对象 30 研究内容 30-31 研究

6、目的及意义 31-32 第2章 圆坯软接触电磁连铸中电磁规律实验研究 32-47 2.1 研究目的 32-33 2.2 实验方法 33 2.3 实验器材 33-35 2.4 实验内容 35-37 2.5 集肤效应和结晶器对磁场屏蔽问题的讨论 37-38 2.6 实验结果的分析和讨论 38-47 不同切缝形式条件下结晶器内部磁场分布规律 38-40 不同电磁线圈匝数条件下结晶器内部磁场分布规律 40-41 线圈外侧材料对结晶器内部磁场分布规律的影响 41-42 不同电源频率条件下结晶器内部磁场分布规律 42-43 不同电磁安匝数条件下结晶器内部磁场分布规律 43-44 不同电源功率条件下结晶器内

7、部磁场分布规律 44-47 第3章 圆坯软接触电磁连铸结晶器电磁场数值模拟分析 47-70 3.1 研究目的 47-48 3.2 电磁场分析数学模型 48-49 3.3 有限元模型的建立及求解 49-53 NSYS有限元分析程序简介 49-50 实体模型的建立 50-51 有限元网格划分 51-52 材料的物性参数 52 边界条件确定及加载、求解 52-53 3.4 ANSYS电磁场分析结果的后处理 53-54 3.5 计算结果的可信度分析 54-56 3.6 结晶器内电磁场分布的数值模拟结果 56-70 结晶器内电磁场分布的基本规律 57-60 切缝数对磁场的影响 60-62 切缝宽度宽对磁

8、场的影响 62-63 切缝长度对磁场的影响 63-65 结晶器铜管壁厚对磁场的影响 65-66 电磁线圈高度对钢液磁场分布的影响 66-67 线圈与结晶器铜管间隙对钢液磁场分布的影响 67-69 线圈与弯月面相对位置对钢液磁场分布的影响 69-70 第4章 圆坯软接触电磁连铸结晶器温度场、应力场模拟分析 70-88 4.1 研究目的 70 4.2 温度场、应力场分析数学模型 70-79 实体模型的建立 70-71 数学模型单元描述 71 材料的物性参数 71-72 有限元网格的划分 72-73 结晶器内弧面表面单元的热流密度数据面的设定 73-74 冷却水与结晶器铜管外弧面对流传热系数的设定 74-75 边界条件设置及加载、求解 75-79 4.3 结晶器温度场、应力场数值模拟结果 79-88