连铸过程电磁搅拌下钢液温度场的数值模拟.PDF

第１９卷第１期 华　东　船　舶　工　业　学　院　学　报（自然科学版） Ｖｏ１１９ Ｎｏ１ 　 ２００５年０２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥａｓｔＣｈｉｎａＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｆｅｂ．２００５ 　　　　　　 文章编号：１００６－１０８８（２００５）０１－００７３－０４ 连铸过程电磁搅拌下钢液温度场的数值模拟 夏　莉，姚寿广 （江苏科技大学 机械与动力工程学院，江苏 镇江２１２００３） 摘　要：利用ＡＮＳＹＳ５６软件对连铸过程中线性电磁搅拌器作用下钢液内流场及温度场进行数值模拟， 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，并且有利于晶核最终发展成致密的等轴晶组织。 关键词：连铸；电磁搅拌；流场；温度场；数值模拟 中图分类号：ＴＧ２４９　　　　　　　　文献标识码：Ａ ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄｉｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ＣａｓｔｉｎｇＢｉｌｌｅｔｕｎｄｅｒＥＭＳ ＸＩＡＬｉ，ＹＡＯＳｈｏｕｇｕａｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇ．，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｎｊｉａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１２００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｕｎｄｅｒＥＭＳ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＭａｇ ｎｅｔｉｓｍＳｔｉｒ）ｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｓｐｏｔｅｎｔｉａｔｅｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｓｉｎｔｅｒｍｉｘｅｄ，ｔｈｅｉｎｎｅｒｓｕｐｅｒｈｅａｔｏｆｍｏｌ ｔｅｎｓｔｅｅｌｉｓｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｒａｐｉｄｌｙａｎｄｔｈｅｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｍｅｌｔｔｈｅｆｒｏｎｔｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｌｉｎｅ．Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆ ｎｕｃｌｅｕｓｉｎｔｈｅｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅｈｏｍｏ ｇｅｎｅｏｕｓ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｃｒｙｓｔａｌｇｒａｉｎｇｒｏｗｉｎｔｏｅｑｕｉａｘｉａｌｃｒｙｓｔａｌ．Ｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ＥＭＳｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｍｐａｃｔ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｅｑｕｉａｘｉａｌｃｒｙｓｔａｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｇｎｅｔｉｓｍｓｔｉｒ；ｆｌｏｗｆｉｅｌｄ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ０　引　言 　　在钢铁业界，随着对钢材产品加工性能、强度、抗疲劳性能以及韧性、耐腐蚀性等各方面性能指标的 要求不断提高，生产高洁净度、高均匀性和具有超细组织的高品质钢材已成为钢铁生产者面临的新 任务。连铸电磁搅拌技术通过电磁感应产生的电磁力驱动钢液的流动，以改善钢液凝固过程中的传热和 传质条件，从而有利于铸坯内等轴晶凝固组织的形成；同时在改善铸坯的表面质量及皮下质量，减轻中 心偏析及中心疏松等内部缺陷方面也有显著的作用［１～３］。凝固过程中温度场影响到了钢液的形核率与 收稿日期：２００４－０６－０２ 作者简介：夏　莉（１９７８－），女，辽宁沈阳人，江苏科技大学助教。 ７４ 华东船舶工业学院学报（自然科学版） ２００５年 晶粒的生长形态，对温度场的控制有利于获得最佳的凝固组织，但以往对这方面所作的研究却很少。本