电磁制动在中间包冶金中应用的基础研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51474076
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    81.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0411.钢铁冶金
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

It is significant to control the fluid flow in the tundish to improve its performance so as to produce clean steel. Electromagnetic brake is a cleaner extra force which is a novel concept and research field to control fluid flow and heat transfer in tundish metallurgy. Physical and mathematical models are going to be built to investigate the effect of electromagnetic brake on fluidynamics and heat transmission in a tundish. Theories and models related to hydromagnetics, mass transfer, heat transfer, the motion, growth and removal of inclusions will be coupled to predict the flow field under difference electromagnetic fields with various magnitudes and locations. This work consists the following tasks: 1) a physical model is to be set up to investigate the flow field and particle trajectory under conventional flow control devices and electromagnetic forces; 2) establishing, validating and modifying a mathematical model base on physical study; 3) the mathematical model will be extended to study the impact of electromagnetic forces on the turbulent flow structures and temperature distribution, including the velocity field, temperature field and concentration field under the forces with different positions and intensities; 4) the motion, growth and removal of inclusions will be compared under electromagnetic forces. The purpose of present work is to investigate the fundamentals for the application of electromagnetic brake in tundish metallurgy.
通过控制连铸中间包内的钢液流动和传热行为来提高中间包的冶金效果是洁净钢生产技术的关键环节之一。电磁制动的外加力更为"洁净",是中间包冶金的一个新的理念。 项目拟采用物理模拟和数值模拟的研究方法,通过整合磁流体力学、传质、传热、夹杂物运动、碰撞长大和去除等理论和模型,预测不同强度和分布的电磁力对中间包内湍流结构、传热和夹杂物去除的影响。主要工作包括:1)建立低温液态金属物理模型,对比研究传统控流装置和电磁制动力作用下对中间包内速度场和示踪粒子运动轨迹;2)在物理模拟的基础上,建立、验证和修正数值模拟模型;3)数值模拟探究电磁力作用下的中间包内的湍流结构和温度分布,主要包括电磁场位置和强度的组合(构成相应的电磁湍流抑制器、电磁墙和电磁坝)对其速度场、浓度场和温度场的影响规律;4)数值模拟电磁力作用下的夹杂物运动、碰撞长大和去除行为。项目的目标是探索和建立电磁制动技术应用于中间包冶金的理论基础。

结项摘要

本项目通过控制连铸中间包内的钢液流动和传热行为来提高中间包的冶金效果,研究电磁制动和等离子加热等外加更为“洁净”的力,从而提高钢液洁净度,进而提高钢材质量。首先通过数值模拟和冷态模型研究了电磁制动对中间包内流场的作用规律,探明了电磁制动施加电磁强度对流动速度及方向的影响,发现施加电磁力并不是越大越好,存在最优值;过大的电磁强度会造成卷渣等危害,而过小的电磁力则对中间包作用效果不明显。在电磁制动研究过程中发现钢包钢液温降是影响钢液质量以及生产顺行的关键问题,为解决此问题,提出了等离子加热补充中间包热量损失的方案,并通过数值模拟和水模型实验探究了等离子加热的效果及最佳供电参数及加热位置;结果表明等离子加热位置在挡墙内由于放置于挡墙外,等离子加热参数存在最优值,过大或过小都会影响钢液质量;基于该结果进行了工业试验,验证了本项目研究结果可应用于真实的工业生产,能取得满意的中间包冶金效果。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Numerical Simulation of Slag Eye Formation and Slag Entrapment in a Bottom-Blown Argon-Stirred Ladle
底吹氩搅拌钢包渣眼形成和夹渣的数值模拟
  • DOI:
    10.1007/s11663-018-1308-6
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Metallurgical and Materials Transactions B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wei Liu;Haiyan Tang;Shufeng Yang;Minghui Wang;Jingshe Li;Qing Liu;Jianhui Liu
  • 通讯作者:
    Jianhui Liu
Pitting Corrosion of Steel Induced by Al2O3 Inclusions
Al2O3夹杂物引起的钢点蚀
  • DOI:
    10.3390/met7090347
  • 发表时间:
    2017-09-01
  • 期刊:
    METALS
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Liu, Qing;Yang, Shufeng;Li, Jingshe
  • 通讯作者:
    Li, Jingshe
Inclusion characteristics and microstructure properties under different cooling conditions in steel with nanoparticles addition
纳米颗粒钢不同冷却条件下的夹杂物特征及显微组织性能
  • DOI:
    10.1080/03019233.2017.1308128
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Ironmaking and Steelmaking
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Gao Xiangzhou;Yang Shufeng;Li Jingshe;Yang Yindong;Chattopadhyay Kinnor
  • 通讯作者:
    Chattopadhyay Kinnor
Characteristics of Non-metallic Inclusions in Steel Obtained from Different-Sized Samplers
不同尺寸取样器获得的钢中非金属夹杂物特征
  • DOI:
    10.1007/s11663-017-1085-7
  • 发表时间:
    2017-09
  • 期刊:
    Metallurgical & Materials Transactions B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hang Liao;Shufeng Yang;Jingshe Li;Jie Feng
  • 通讯作者:
    Jie Feng
应力时效对发动机用GH4169镍基合金组织演化及蠕变抗力的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    热加工工艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘剑辉;杨树峰;赵跃文
  • 通讯作者:
    赵跃文
共 7 条
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    刘剑辉
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  • 发表时间:
    2017
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  • 作者:
    史才军;王德辉;贾煌飞;刘剑辉
  • 通讯作者:
    刘剑辉
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