大方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场模拟与优化

"这篇论文是2011年由北京科技大学的研究团队发表的，主题是对240mm×280mm大方坯连铸结晶器电磁搅拌的三维电磁场进行数值模拟。研究人员使用ANSYS有限元分析软件来研究电磁搅拌参数如何影响结晶器内的磁场和电磁力。他们发现，在水平截面上，由搅拌器产生的旋转电磁力形成一个力偶，导致钢液顺时针旋转。此外，磁场在结晶器高度方向上的分布呈现出"两端小中间大"的特征。数值模拟的磁感应强度与实际测量结果相符。论文提出，优化后的工艺参数为电流350A、频率3Hz，这可以显著提高45#钢铸坯的质量。" 本文深入探讨了连铸过程中大方坯结晶器电磁搅拌技术的重要性和具体应用。连铸是钢铁生产中的关键步骤，其中电磁搅拌技术被用来改善铸坯的质量，通过搅拌均匀化钢水成分，减少缺陷，提高金属收得率。在本研究中，ANSYS软件被用作工具，进行电磁场的三维建模和分析，这是现代工程中常用的一种数值计算方法，能有效预测和优化复杂系统的性能。 通过数值模拟，研究人员发现电磁搅拌器产生的磁场在水平面上产生了旋转的电磁力，这种力在结晶器内部产生了一个力偶，使得钢液按顺时针方向旋转。这一现象揭示了电磁搅拌如何通过改变流体动力学来促进钢液的均匀混合，有助于消除内部不均匀性，减少铸造缺陷。 在垂直方向上，磁场的分布特征是"两端小中间大"，这意味着在结晶器的顶部和底部磁场较弱，而在中部较强。这样的分布可能有助于控制钢液流动，防止过快的冷却和不均匀凝固，从而改善铸坯的微观结构。 根据这些模拟结果，研究人员提出了优化的工艺参数，即电流350A和频率3Hz，这表明在这些条件下，45#钢的铸坯质量有显著提升。实验验证了这些参数的有效性，显示了理论研究与实际生产过程相结合的重要性。 这项研究不仅提供了对连铸过程中电磁搅拌作用的深入理解，也为实际生产提供了优化的工艺指导，对于提升钢铁行业的技术水平和产品质量具有重要意义。