148
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
УДК 621.746.047
С.В. Зарубин
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ
ЖИДКОЙ СТАЛИ В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ
МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ
ЗАГОТОВОК
Рассмотрена математическая модель магнитогидродинамиче-
ских процессов в жидкой стали при электромагнитном перемеши-
вании в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок.
Приведены примеры расчетов для круглых и сортовых заготовок.
E-mail:
sevlzaru@mail.ru
Ключевые слова:
непрерывное литье, электромагнитное перемешива-
ние жидкой стали, кристаллизатор, магнитогидродинамические про-
цессы.
В настоящее время в мировой практике электромагнитное пере-
мешивание (ЭМП) жидкого металла на машинах непрерывного литья
заготовок (МНЛЗ) стало неотъемлемой частью прогрессивной техно-
логии улучшения качества непрерывно-литых заготовок. В зависимо-
сти от требований к качеству непрерывно-литого металла электро-
магнитные перемешивающие устройства устанавливают в кристалли-
заторе, зоне вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания.
Наибольшее воздействие на качество заготовок сортовых и блюмо-
вых МНЛЗ оказывает устройство ЭМП, размещенное в кристалли-
заторе.
Электромагнитное перемешивание предназначено для создания с
помощью электромагнитных сил перемешивающих потоков в жид-
кой фазе заготовки. При ЭМП имеют место следующие физические
процессы: интенсификация тепло- и массообмена в объеме затверде-
вающего металла; выравнивание градиента температур и химическо-
го состава внутри заготовки; интенсификация теплообмена с окру-
жающей средой; разрушение фронта кристаллизации, перенос неме-
таллических включений и других частиц из объема расплава к
поверхности раздела металл — шлак; ускорение столкновения вклю-
чений, их рост и повышение скорости удаления из металла; ликвида-
ция застойных зон.
Механизм ЭМП является результатом взаимодействия электро-
динамических, магнитогидродинамических (МГД) и металлургиче-
ских факторов. Несмотря на сложность этих факторов в настоящее
время существует возможность математического описания особенно-
стей процесса. Для математического моделирования процесса ЭМП