大方坯结晶器内的多物理场模拟优化

作者：文艳梅; 韩延申; **; 张炳祥; 曾凡政; 管敏

来源：钢铁, 2018, 53(06): 53-60.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170542

• 大方坯
• 数值模拟
• 电磁搅拌
• 流场
• 42CrMo

针对某钢厂生产断面为240 mm×240 mm的42Cr Mo钢的方坯结晶器,采用有限体积和有限元相结合的数值模拟方法计算结晶器内的多物理场。首先,通过对结晶器内流动和凝固耦合计算优化水口浸入深度和拉速;其次,基于优化后的流场,采用磁场和流场耦合求解的方法得到优化的电流强度和电流频率。磁场模拟结果与现场实测数据较为吻合。研究表明,水口浸入深度为100 mm、拉速为0.7 m/min时可以获得优化的流场;基于该流场施加电磁搅拌后,搅拌器的电流强度从100增大到400 A时,钢液切向速度从0.042提高到0.300 m/s,而电流频率对钢液的流动影响较小。进而得出,优化的工艺操作方案为水口浸入深度为100 mm,铸坯拉速为0.7 m/min,电流为400 A,电流频率为2 Hz。

• 单位
  钢铁冶金新技术国家重点实验室; 江苏博际喷雾系统股份有限公司; 北京科技大学; 湖南华菱湘潭钢铁有限公司