電渣熔鑄過程渣池流場的模擬研究.pdf

1、熔渣在整個電渣熔鑄過程中起著發(fā)熱劑和精煉介質雙重作用，因而熔渣的流動狀況對熔鑄體系內的傳熱和傳質過程有很大的影響，并最終影響熔鑄鋼錠的質量。渣池中流體的運動相當復雜，其中涉及到電場、磁場和溫度場諸多因素的影響，因而采用數值模擬方法研究電渣熔鑄渣池的流場具有重要的意義。 本文根據麥克斯韋定律與流體動量和能量方程建立了更切合實際的電渣熔鑄體系電磁場和流場的物理模型和數學模型，采用有限元計算軟件ANSYS 8.0對電渣熔鑄體系電磁場進

2、行了三維數值模擬，并分別對電磁力作用、渣池浮力作用以及電磁力和渣池浮力共同作用這三種作用力情況下的渣池流場進行了三維數值模擬研究，且對計算結果進行了分析和驗證，根據已驗證的模型，探討了熔鑄電流、填充比和電極端部形狀對電磁力和渣池流場的影響。 本文得出的結論如下：電磁力在熔鑄體系的中心軸線處接近于0，熔鑄體系只受軸向和徑向電磁力的作用，并且其電磁力在體系半徑方向上先增大后減小，在徑向上出現一極值，電磁力的方向均斜向下指向中心軸線處

3、。在電磁力作用、渣池浮力作用以及電磁力和渣池浮力共同作用這三種作用力的情況下渣池內的熔渣均能形成一個循環(huán)流動的旋渦，當只受渣池浮力作用時，渣池中的旋渦不太明顯，熔渣流速也較小；當只受電磁力作用時，渣池中的旋渦很明顯，且熔渣流速較大；當渣池受到電磁力和浮力共同作用時，熔渣流速界于以上兩者之間，當渣池流場穩(wěn)定時溫度場的徑向和軸向溫差都比初始時小，并且最高溫度也有所下降，電極錐角處的高溫區(qū)范圍更大。在電渣熔鑄過程中靠近中心軸線附近浮力對熔渣的