[發明專利]快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法及系統

在審

• 申請號: 202310830789.2
• 申請日: 2023-07-07
• 公開（公告）號: CN116663324A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王敏;姚騁;包燕平;張海波;邢立東
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;B22D11/16;G06F119/14
• 代理公司: 武漢金睿科知識產權代理事務所(普通合伙) 42322
• 代理人: 原明云

本發明屬于冶金連鑄技術領域，具體為一種基于插值法快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法及系統，建立三維的連鑄流動?傳熱?傳質?凝固耦合模型以及三維的二冷段電磁攪拌模型，利用插值法，將代表不同二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的節點坐標上的磁感應強度、洛倫茲力加載到軟件中連鑄流動?傳熱?傳質?凝固耦合模型進行計算并分析得到的流場、速度場、溫度場、液相率、溶質場、坯殼厚度等信息，根據所述信息分析確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置，本發明可以針對不同鋼種快速準確確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置的安裝位置，對于鑄坯質量的控制有重要意義，符合連鑄高效生產的要求。

技術領域

本發明屬于冶金連鑄技術領域，具體涉及一種快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法及系統，更具體的，涉及一種基于插值法快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法及系統。

背景技術

連鑄過程中，在鑄坯表面施加強制冷卻條件，鋼液發生對流和傳熱的同時快速凝固。兩相區中，鋼液對流運動的強弱和形式對降低溫度梯度、改善凝固組織和優化成分偏析影響極大，直接影響板坯的質量。二冷段電磁攪拌通過電磁場將電能無接觸的轉換成鋼水的動能，影響鋼液對流運動和傳熱過程，進而影響凝固過程、凝固組織和偏析程度。二冷段電磁攪拌有高能量密度、高清潔性、高可靠性、高可控性和高自動化等優勢。二冷段電磁攪拌的安裝位置直接影響其作用效果，不同鋼種因為其成分及凝固特性的差異，二冷段電磁攪拌的合理安裝位置距離彎月面的距離并不相同，如何針對不同鋼種快速準確確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置的安裝位置，對于鑄坯質量的控制有重要意義。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明的主要目的是提出一種基于插值法快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法及系統。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了如下技術方案：

一種基于插值法快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法，包括如下步驟：

S1、建立三維的連鑄流動-傳熱-傳質-凝固耦合模型；

S2、將步驟S1中的模型導入Fluent軟件，進行網格劃分和計算，得到未開啟二冷段電磁攪拌裝置時鑄機內的流動、傳熱、傳質和凝固等信息，并獲取Fluent軟件中上述模型的節點坐標信息；

S3、建立三維的二冷段電磁攪拌模型；

S4、將步驟S3中的模型導入Maxwell軟件，進行網格劃分和計算，得到磁感應強度和洛倫茲力的分布；將步驟S2中獲取的節點坐標信息載入Maxwell軟件，提取節點坐標上的磁感應強度、洛倫茲力；

S5、利用插值法，將代表不同二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的節點坐標上的磁感應強度、洛倫茲力加載到Fluent軟件中的動量方程，繼續開啟連鑄流動-傳熱-傳質-凝固耦合模型進行計算，獲得開啟二冷段電磁攪拌裝置時不同二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的鑄機內的流動、傳熱、傳質和凝固等信息；

S6、將獲得的不同二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的鑄機內的流動、傳熱、傳質和凝固等信息導入Tecplot軟件，分析流場、速度場、溫度場、液相率、溶質場、坯殼厚度等信息；

S7、通過對比不同二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的流場、速度場、溫度場、液相率、溶質場、坯殼厚度等信息，確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置。

作為本發明所述的一種基于插值法快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法的優選方案，其中：所述步驟S1中，模型的計算區域包括浸入式水口、結晶器、二冷段足輥區、二冷段水霧冷卻區。

作為本發明所述的一種基于插值法快速確定連鑄二冷段電磁攪拌裝置安裝位置的方法的優選方案，其中：所述步驟S3中，模型的結構包括空間計算域、鑄坯、鐵芯、線圈、屏蔽環。

為解決上述技術問題，根據本發明的另一個方面，本發明提供了如下技術方案：