板坯電磁旋流連鑄過程流場的實驗研究.pdf

1、在鋼的連鑄過程中，浸入式水口出流的偏流是不可避免的，會導(dǎo)致結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場分布不均，液面波動加劇等問題，最終影響連鑄坯表面和內(nèi)部質(zhì)量及連鑄的拉速。水口內(nèi)鋼水的水平旋轉(zhuǎn)流動是抑制偏流產(chǎn)生的有效手段。因此在前續(xù)研究中提出了在浸入式水口外加旋轉(zhuǎn)磁場，利用電磁力使水口內(nèi)鋼液產(chǎn)生水平旋流，并對不同結(jié)構(gòu)電磁旋流裝置引起的低頻磁場、水口和圓坯及方坯結(jié)晶器中的流動傳熱進(jìn)行了數(shù)值模擬和實驗研究。
　　本研究利用低熔點的Pb-Sn-Bi合金模擬鋼

2、液，進(jìn)行了電磁旋流作用下板坯連鑄模型實驗。首先測量了電磁旋流區(qū)域磁場的分布，而后進(jìn)行了無結(jié)晶器時水口出口旋流流速測量實驗，分析了水口直徑和水口長度對出口旋流流速的影響，最后利用超聲多普勒測速儀測量了電磁旋流作用下板坯結(jié)晶器內(nèi)熔融合金的流速分布。得到了以下結(jié)論:
　　(1)在電磁旋流區(qū)域，豎直方向上，磁場分布為沿著旋流裝置高度方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度是先增加后減小的，在中心高度處達(dá)到最大值，并且關(guān)于中心高度呈對稱分布;在水平方向上，磁場分布

3、為在中心點處最小，沿徑向逐漸增加。
　　(2)隨著水口長度的增加，水口出口旋流速度減小。隨著水口直徑的增加，水口出口旋流速度變大。
　　(3)在無旋流情況下，水口出口主流直接沖擊結(jié)晶器窄面，然后形成下返流和上返流，水口出口高度上沿寬面方向的速度隨著離水口距離的增加而減小，幾乎沒有沿窄面方向的速度分量。電磁旋流情況下，主流方向沿著旋流方向發(fā)生改變，先沖擊結(jié)晶器寬面，在寬面1/4處水口出口高度上沿窄面方向的速度隨著離探頭（壁面）