薄带双辊连铸水口电磁制动与复合式电磁侧封研究

摘要

电磁技术在连铸工艺中有着广泛的应用，利用电磁力学特性，如铸流约束、电磁制动、电磁搅拌等，改善连铸坯品质，提高成品质量的研究已取得了很大的进展。而另一方面，在薄带双辊连铸中，双辊熔池内金属液的布流及液面波动，辊端金属液的封堵是薄带双辊连铸工艺的两项关键技术，其发展的滞后已成为制约该工艺进一步发展的瓶颈。鉴于电磁技术在钢水精炼、板坯连铸等冶金领域取得的巨大成功，本文把电磁力引入双辊薄带连铸工艺，在前人的研究基础上，探索了薄带双辊连铸水口电磁制动和复合式电磁侧封技术的可行性。 为了控制薄带双辊连铸结晶器内金属液面的波动，本文提出水口电磁制动设想。通过在水口区域施加稳恒磁场与直流电流，减缓水口金属液对双辊熔池的冲击。文中对熔池液面的波动情况进行了物理模拟，观测了有无电磁制动及不同水口浸入深度等条件下，熔池液面的波动情况，并测量了水口出流金属液冲击力的相对变化。结果显示，随输入电流增大，水口出流冲击强度减弱，双辊结晶器内液面波动幅度和频率降低，熔池液面趋于平稳。这表明水口电磁制动可望有效抑制熔池液面波动，为解决薄带双辊连铸结晶器内金属液的布流和流动控制问题，提供一种可选择的方法。 为了解决薄带双辊连铸的辊端侧封问题，本文设计了一套复合式电磁侧封装置，测定了各侧封方式下的磁极的磁感应强度的分布。通过低熔点镓合金的物理模拟实验，研究了单纯电磁侧封(无挡板)，以及电磁场耦合有机玻璃侧封挡板、内置铁磁挡板、外置铁磁挡板四种电磁侧封方式对金属液的封堵行为，发现电磁场耦合内置铁磁挡板的侧封方式效果最明显，金属液的封堵高度随电流的上升成线性增加。实验中还观察和分析了侧封过程中金属液面波动现象。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章文献综述

第二章薄带双辊连铸水口电磁制动物理模拟

第三章薄带双辊连铸复合式电磁侧封

第四章结论与展望

参考文献

附录

作者攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢