内置式搅拌磁场对连铸空心铸坯内夹杂物分布影响

耦合求解了电磁场方程以及夹杂物守恒方程,考虑了夹杂物间的湍流碰撞以及斯托克斯碰撞,计算获得了拉速以及行波式电磁搅拌对结晶器内夹杂物分布的影响规律。结果表明,结晶器内夹杂物的运动规律与钢液的流动状态密切相关,拉速越大,钢液的浸入深度越深,则结晶器出口处夹杂物的数量越多,夹杂物的尺寸越小。施加行波式搅拌磁场可以使钢液流动加强,并减小钢液的浸入深度,有利于夹杂物的聚集长大上浮,结晶器内夹杂物的尺寸较大,但数量减少。因此,在连铸空心管坯内部施加搅拌磁场有利于去除钢中夹杂物,从而改善连铸空心管坯的质量。

拉速对小薄板坯连铸结晶器内温度、溶质及夹杂物分布的影响

采用数值模拟的方法,建立了140 mm×35 mm小薄板坯连铸过程的流场-温度场-溶质场-夹杂物的耦合数学模型,分析了拉速对结晶器内温度、溶质以及夹杂物分布的影响规律。结果表明,结晶器内溶质富集在固液两相区,在液相中逐渐降低,随着拉速增大,偏析最严重的区域向结晶器窄面靠近;夹杂物的体积分数、数量密度分布与结晶器内钢液的速度分布基本一致,在钢液流动方向上较高,在液相中不断降低。随着拉速增大,出口处夹杂物体积分数与数量密度变大,距离中心对称面越近,夹杂物体积分数与数量密度变化越显著。

连铸薄板坯结晶器内夹杂物运动的模拟研究

采用水模拟和数值模拟相结合的方法分析了连铸薄板坯结晶器内夹杂物的运动状况。通过Proanalyst软件分析高速显微摄像仪拍摄的夹杂物运动图,获得了夹杂物在结晶器内的运动路径;同时,采用拉格朗日法计算获得了结晶器内夹杂物的运动路径,将二者相互对比,分析了拉速和浸入式水口深度对夹杂物运动轨迹的影响。结果表明:夹杂物在结晶器的运动轨迹复杂;拉速越小,浸入水口的深度越浅,夹杂物越容易在上回流区盘旋;拉速越大,浸入水口的深度越深,夹杂物容易在下回流区盘旋;增大夹杂物在结晶器内的停留时间有利于防止夹杂物进入铸坯内形成缺陷。