不同布置形式辊式电磁搅拌器磁场和流场耦合数值模拟.pdfVIP

不同布置形式辊式电磁搅拌器磁场与流场耦合数值模拟 麻永林， 易军， 邢淑清，肖玉宝，姜涛 (内蒙占科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010) 摘要：利用ANSYS模拟软件计算了在相同条件下辊式电磁搅拌器不同布置形式对板坯内部磁场和流场分布变化的 影响。结果表明：面对面布置形式较边对边布置形式和角对角布置形式磁感应强度和电磁力作用区域略小．但板坯 内部的对应数值要大于其它两种情况，面对面布置形式下产生了较稳定对称，搅拌速度更大的流场分布，这种分布 有利于完成板坯内部钢液的搅拌作用。 关键词：布置形式；辊式电磁搅拌器；耦合：数值模拟 近年来，电磁搅拌技术在钢铁冶金行业中得到了重要的肯定和广泛的使用”11。对于连铸板坯 的生产，辊式电磁搅拌器紧靠板坯表面，可以有效提高板坯的等轴晶率，同时辊式电磁搅拌器外形 与普通的支承辊相同，所以安装位置不会受到限制，且易于安装和维修，故受到人们的青睐旧。1。 利用数值模拟软件可以很好的反映板坯在不同条件下磁场变化行为和流场特性等特点，而大量学者 们往往只研究电流强度、频率等条件下板坯内部变化规律，其实辊式电磁搅拌器布置形式的变化对 于板坯内部质量也有很大的影响旧。1…。本文采用三种不同的布置形式：面对面形式、边对边形式、 角对角形式，分别研究板坯内部磁场和流场变化特点，为最终确定辊式电磁搅拌器最佳布置形式做 出参考。图1为辊式电磁搅拌器三种不同布置形式的示意图。 (a)边对边 (b)面对面 (C)角对角 图1不同布置形式示意图 Different ofthe schematic Fig．1 dispositionways diagram 1、模型的建立 本史建立了三种不同辊式电磁搅拌器布置形式的模型见图2，辊套材质为非导磁不锈钢，对计 算结果无影响，故忽略。为了计算简便，对每一模型只建立一对辊，钢液密度?400kg·m1’，钢液 粘度0．006kg·m～·s～，其余计算参数见表1。 19 表1计算参数 Table．1Calculated parameters 表2材料物性参数 Table．2 ofmaterials Physicalparameters (a)边对边 (b)面对面 (c)角对角 图2计算模型 model Fig．2Calculating 初始条件及假设条件 初始条件：采用三相交流电，电流相位差为120。，三相电流密度值以下式计算： ‘=厶’sin(cot) 五=工sin(cot+2州3) j3=josin(ox+4zr／3) 式中：Z、五、五分别为第一相、第二相和第三相的电流密度；脚为角速度，∞=2矿；／为 频率；f为时间；五为线圈电流的幅值，由电流值、线圈匝数及线圈断面面积决定。 假设条件：钢液为不可压缩粘性液体，各物理参数不随时间而变化且不考虑钢液的流动对磁场 的影响。 3、结果与分析 3．1不同布置形式对板坯内部磁感应强度的影响 由图3可以看到三种布置形式下板坯内部磁感应强度的云图分布，边