电磁搅拌对特大方坯结晶器内流场及温度场影响

以某厂断面为410 mm×530 mm的特大方坯结晶器为原型,利用ANSYS有限元软件建立三维数值模型,研究电磁搅拌对结晶器流场及温度场的影响.施加电磁搅拌后,钢液受到径向电磁力,液面呈现旋转流动趋势.结晶器内钢液最大切向速度随着电流的增加而增大,随着频率的增加而减小.电磁搅拌的电流大小由0增加到500 A时,液面波动由1.21 mm增加到4.35 mm.电磁搅拌能够使钢水的高温区局限于连铸结晶器上部,钢水温度更加均匀.同时钢液的水平旋流能够抑制初生坯壳的生长,降低坯壳的生长速度,使结晶器出口处坯壳厚度变薄.综合分析,该厂在实际生产时合理的电磁搅拌的电流大小应为400 A,频率为1.5 Hz,此时钢渣液面波动约为2.73 mm,温度场较为均匀.

新型结晶器基本参数研究及其内钢液行为仿真

为降低立式连铸机的高度,减小设备尺寸,依据经验公式计算特大方坯连铸机拉坯速度及液相穴深度。根据计算结果及可行性分析,认为拉坯速度为0.2m/min较为适合。基于结晶器传热学理论分析,提出了一种新型结晶器,即回字形结晶器。模拟分析了在结晶器内部设置内冷却器及偏转水口的作用,分析结果表明回字形结晶器可以提高传热效率,减少中心偏析,形成水平旋流以利于均匀钢水成分及坯壳生长,降低钢水冲击深度,达到电磁搅拌的冶金效果。经计算证明,采用回字形结晶器可以降低铸坯液相穴深度,从而降低铸机基础建设费用。