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1、东北大学硕士学位论文摘要线性电磁搅拌过程的三维电磁场、流场的数值模拟摘要恤磁搅拌技术是利用搅拌器所产生的电磁力强化铸坯内钢液的流动，从而改善钢液凝固过程中的流动、传热和传质条件，以改善铸坯凝固组织、扩大等轴晶区和减小宏观偏析。该技术被广泛的应用到连铸生产中，以满足用户对产品质量越来越高的要求妙文采用数值模拟的方法对电磁搅拌作用下钢液内的电磁场特性、钢液流动及其传热过程进行分析，并对各种工艺参数和电磁参数对铸坯凝固过程的作用规律进行了深入研究，以指导连铸生产。lq磁搅拌作用下钢液的凝固过程包含有流体流动、传热、传质及相变等诸多现象，是
2、一个非常复杂的冶金过程。林文利用工业分析软件ANSYS5.6，以电磁场和流场基本理论为基础，建立了电磁搅拌作用下铸坯内的电磁场、流场和温度场三维有限元数学模型。利用该模型，对静态浇注实验中的电磁搅拌过程3af7拟·脚结果表明，在时谐电场作用下，钢液中磁感应强度在铸坯宽度上呈对称分布，在远离搅拌侧的过程中逐渐衰减;钢液中感应电流呈旋涡状分布且集中于铸坯表面:钢液中的电磁力总体是向上的，这是使钢液作线性向上运动的推动力:在铸坯的宽度方向上，电磁力存在以铸坯纵向中心线为对称的相反的分量，这使钢液产生垂直于浇注方向的运动，引起钢液的剧烈扰动
3、和湍动能的增大。这样自上而下的、由内而外的流动即为改善钢水流动状态的根本原因。革本文进-步探讨了线性搅拌器电磁参数和工艺参数对搅拌效果的影响。搅拌器电流强度的增加和电流频率的增大均有利于提高搅拌强度，扩大搅拌范围。相位匹配均衡时，钢液中的磁感强度作用范围大，搅拌效果优于相位匹配不均衡的情况·冬中得出了有利于提高电能利用率的线性电磁搅拌器的优化设计原则。在实际工作条件允许的情况下，应尽量减小铸坯与搅拌器之间的距离。铸坯内钢液的向上旋涡流动处于搅拌器中心以上，应尽量使铸坯搅拌位置位于搅拌的最佳范围内，以达到预期的冶金效果。电磁搅拌作用下
4、连铸过程中钢液温度场的模拟结果表明，电磁搅拌的作用加强了钢液内部换热，使得铸坯内温度梯度减小，过热度迅速消失，液相穴变宽、变浅。这为液相穴内生成大量晶核提供了条件，使其最终发展成致密的等轴晶组织·)东北大学硕士学位论文摘要关键词:连铸，电磁搅从电磁场;流'A}三gl=,数值模拟东北大学硕士学位论文ABSTRACT3DNumericalSimulationonElectromagneticField,FlowingFieldunderElectromagneticStirringABSTRACTIntheironandsteelind
5、ustry,theconsumersdemandsteelwithhighertargetofintensity,producedproperty,tenacity,erosionresistanceandcapabilityofantifatigue.Itisanewmissionforsteelproducerstoobtainsteelofhighgradewithmorerefinedandhomogeneoussolidificationstructure.Electromagneticstirring(EMS)utili
6、zestheelectromagneticforcethatintensifiesflowofmoltensteel,thisprocessimprovetheconditionsofheattransferandmasstransfer.Soelectromagneticstirringcanimprovethesolidificationstructure,expandequiaxedzoneandeliminatemacrosegregation,Therefore,withthetheoreticanalysisofelec
7、tromagneticfield,flowingfieldandtemperatureprofile,theruleoflinearEMSinthemoltensteelduringthesolidificationprocesswasinvestigatedbytheoreticalanalysis.SolidificationprocessofmoltensteelduringtheEMSisverycomplex.,itincludesflow,heattransfer,masstransferandphasechange.B
8、asedontheelectromagnetictheoryandflowingtheory,thethreedimensionalfiniteelementmodelofsolidificationprocessofmoltenst
