电磁搅拌下连铸大圆坯结晶器内夹杂物运动行为

作者：王星翰; 吴颖东; 姚毓超; 刘中秋; 李宝宽

来源：材料与冶金学报, 2023, 22(02): 119-191.

DOI：10.14186/j.cnki.1671-6620.2023.02.003

• 连铸结晶器
• 电磁搅拌
• 大圆坯
• 夹杂物
• 大涡模拟

结晶器电磁搅拌技术可以改善钢液的传热与传质，促进等轴晶转变、非金属夹杂物上浮，使连铸大圆坯的质量得到提升.通过建立耦合电磁场、温度场、流场、凝固及夹杂物运动的数值模型，分析了大圆坯连铸结晶器内的电磁场、流场的特征及夹杂物的运动和去除规律.研究结果表明：搅拌区域铸坯横截面上的磁感应强度和洛伦兹力在边缘处最大，向中心逐渐减小；电磁搅拌使水口射流发生偏转，以铸锭中心为轴做周期性圆周摆动，结晶器内流场的湍动性得到强化；结晶器内钢液在电磁搅拌下持续旋转，旋转速度在射流附近较小，沿径向增大，在凝固坯壳附近最大；电磁搅拌作用大幅提高了夹杂物的上浮去除率，对小粒径夹杂物作用尤其明显；当粒径小于50μm时，夹杂物上浮去除率均接近40%;当粒径大于50μm时，上浮去除率随粒径的增大显著提高；当粒径为100μm时，上浮去除率达到67.6%;当粒径为200μm时，上浮去除率达到84%.

• 单位
  东北大学