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Application of MHD Phenomenon on Secondary Refining and Continuous Casting Process

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Journal of Iron and Steel Research International 2012年第S2期19卷 941-944页

作者： geng dian-qiao lei hong he ji-cheng Key Laboratory of Electromagnetic Processing of Materials Ministry of EducationNortheastern University

In present work,the application of Magneto Hydrodynamics(MHD)to control the flow of liquid steel during secondary refining and continuous casting has been discussed.A mathematical model was developed to predict the flow field under magnetic field in different metallurgical *** examples,the effect of traveling magnetic filed in RH degasser has been discussed,and the effect of electromagnetic brake(EMBR)on flow field during continuous casting process has also been *** numerical results show that when the EMBR is installed near the nozzle port,the intensity of impinging jet near the narrow face mold wall is reduced,the downward flow becomes weaker,and the lower recirculation zone becomes *** circulation flow rate with traveling magnetic field imposed around the up snorkel in RH degasser is greater than that with magnetic field imposed around the down snorkel if the gas flow rate is less than the saturated value,but they are almost the same if the gas flow rate is greater than the saturated value.

关键词： magnetic field MHD RH flow field continuous casting EMBR

General Governing Equations and Numerical Solution Method in Electromagnetics and Fluid Mechanism

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Journal of Iron and Steel Research International 2012年第S1期19卷 167-170页

作者： lei hong geng dian-qiao CheN Zhi-hui he ji-cheng Key Laboratory of Electromagnetic Processing of Materials Ministry of EducationNortheastern University

Based on an analogy among the governing equations among the electrostatic field,static magnetic field and fluid flow,all these equations can be expressed by a general differential equation,and the control volume method,which has been widely used in computational fluid dynamics,was developed to solve all these *** results showed that control volume method is a successful numerical in the computational fluid dynamics and the electromagnetics,and the upwind(or downwind)scheme have the clear mathematical meaning and can be applied to calculate the charges' movement in the electrostatic field.

关键词： electromagnetic field fluid flow upwind scheme downwind scheme control volume method

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不同浸渍管参数下RH装置内钢液流动行为

钢铁 2008年第2期43卷 35-40页

作者：耿佃桥雷洪赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110004

采用均相流模型考察了不同浸渍管参数对RH装置内流场的影响。数值结果表明,偏心移动浸渍管时,在真空室底部、真空室及钢包钢液表面的下降管处发现较大的漩涡,但对循环流量影响较小;减小浸渍管间距,真空室左侧壁面的回流增强,循环流量减... 详细信息

采用均相流模型考察了不同浸渍管参数对RH装置内流场的影响。数值结果表明,偏心移动浸渍管时,在真空室底部、真空室及钢包钢液表面的下降管处发现较大的漩涡,但对循环流量影响较小;减小浸渍管间距,真空室左侧壁面的回流增强,循环流量减小;减小浸渍管插入深度,循环流量增大。在RH设备设计中,在不发生钢渣卷混的前提下,尽量减小浸渍管插入深度或增大浸渍管间距可提高钢液循环流量。

关键词：数值模拟真空精炼循环流量浸渍管

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行波磁场对RH精炼过程混合特性的影响

东北大学学报（自然科学版） 2010年第1期31卷 64-67页

作者：耿佃桥雷洪赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110004

建立了RH精炼装置内混合行为的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对RH精炼装置内混合特性的影响.计算结果表明:混匀时间随电流强度的增大而减小,并且近似成线性关系;混匀时间随电流频率的增加先减小后增大,并且在30Hz时达到极... 详细信息

建立了RH精炼装置内混合行为的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对RH精炼装置内混合特性的影响.计算结果表明:混匀时间随电流强度的增大而减小,并且近似成线性关系;混匀时间随电流频率的增加先减小后增大,并且在30Hz时达到极小值;在励磁电流强度为200A,频率为10Hz的条件下,在上升管或下降管施加行波磁场混匀时间可缩短9%～17%;在相同操作条件下,在上升管处施加行波磁场混匀时间小于在下降管施加行波磁场的混匀时间;同时在上升管和下降管施加行波磁场,混匀时间可缩短18%～26%;混匀时间随吹氩量的增大而减小,在吹氩量为1600NL/min时混匀时间达到极小值,吹氩量继续增大时,混匀时间反而增大.

关键词： RH精炼过程数值模拟混匀时间浸渍管行波磁场

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影响RH循环流量的行波磁场工艺参数分析

钢铁 2009年第6期44卷 32-37页

作者：耿佃桥雷洪赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110004

建立了交变电磁场下气液两相流动的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对循环流量的影响。计算结果表明:电磁力的垂直分量与行波运动方向一致,水平分量呈中心对称。在励磁电流强度为200A,频率为10Hz的条件下,磁场分别单独作用... 详细信息

建立了交变电磁场下气液两相流动的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对循环流量的影响。计算结果表明:电磁力的垂直分量与行波运动方向一致,水平分量呈中心对称。在励磁电流强度为200A,频率为10Hz的条件下,磁场分别单独作用于上升管或下降管时循环流量可提高10%以上,同时作用于上升管和下降管时循环流量可提高20%左右;当吹氩量小于1750L/min时,在上升管处施加磁场的效果优于下降管;当吹氩量大于1750L/min时,二者效果相同。当磁场作用于上升管时,在励磁电流频率为10Hz的条件下,电流强度由100A提高到600A,循环流量可由83t/min增大到129t/min,并且近似成正比例关系;当磁场作用于上升管时,在励磁电流强度为200A的条件下,电流频率由10Hz增大到60Hz,循环流量先增大后减小,在30Hz达到极大值,为91.4t/min。

关键词： RH精炼装置数值模拟循环流量浸渍管行波磁场

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RH装置内夹杂物聚合与去除的三维数值模拟

钢铁研究学报 2009年第12期21卷 10-13页

作者：耿佃桥雷洪赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110004

基于RH精炼装置内流场,建立了一个研究夹杂物聚合与去除行为的三维数学模型。数值结果表明,夹杂物在钢包内上升管左侧存在一个侧V型分布,上升管下方及下降管右侧均存在大的环状分布;夹杂物质量分数和数量密度具有相似的空间分布;钢包内... 详细信息

基于RH精炼装置内流场,建立了一个研究夹杂物聚合与去除行为的三维数学模型。数值结果表明,夹杂物在钢包内上升管左侧存在一个侧V型分布,上升管下方及下降管右侧均存在大的环状分布;夹杂物质量分数和数量密度具有相似的空间分布;钢包内夹杂物的平均数量密度及质量分数大于真空室内的平均值;夹杂物在气液两相区质量分数较低;整个过程前400 s夹杂物去除最快,900 s后可去除大部分夹杂物。

关键词： RH装置夹杂物空间分布

不同工艺因素对RH精炼夹杂物去除过程的影响

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钢铁 2009年第10期44卷 26-30页

作者：耿佃桥雷洪赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110004

采用数值模拟方法分析了不同工艺因素对RH精炼中夹杂物去除过程的影响。数值结果表明:小尺寸夹杂物的碰撞长大可有效降低其数量密度,大尺寸夹杂物主要通过上浮去除;浸渍管插入深度、真空室压力和吹氩量是影响夹杂物去除的3个重要参数,... 详细信息

采用数值模拟方法分析了不同工艺因素对RH精炼中夹杂物去除过程的影响。数值结果表明:小尺寸夹杂物的碰撞长大可有效降低其数量密度,大尺寸夹杂物主要通过上浮去除;浸渍管插入深度、真空室压力和吹氩量是影响夹杂物去除的3个重要参数,其中吹氩量最为显著;在避免发生卷渣的前提下,减小浸渍管插入深度有利于夹杂物去除;在合金化脱氧后,保持较高的真空度可促进夹杂物的去除;在浸渍管插入深度为500 mm,真空度为1kPa的条件下,吹氩量达到2000 L时夹杂物去除率可达到75%;吹氩量达到饱和值后,进一步增大吹氩量不能继续促进10μm以上夹杂物的去除。

关键词： RH真空精炼夹杂物去除工艺因素数值模拟

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钢液内气泡尾涡去除夹杂物的物理模拟

东北大学学报（自然科学版） 2016年第12期37卷 1731-1734页

作者：耿佃桥包金峰雷洪赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

采用物理模拟方法,基于莫顿数相等及夹杂物运动行为相似准则,采用聚乙烯粒子模拟钢液中夹杂物,并采用高速摄像技术记录气泡及夹杂物颗粒的运动行为,分析了气泡尾涡对夹杂物去除的影响机理.实验结果表明:在气泡尾涡作用下,夹杂物运动轨... 详细信息

采用物理模拟方法,基于莫顿数相等及夹杂物运动行为相似准则,采用聚乙烯粒子模拟钢液中夹杂物,并采用高速摄像技术记录气泡及夹杂物颗粒的运动行为,分析了气泡尾涡对夹杂物去除的影响机理.实验结果表明:在气泡尾涡作用下,夹杂物运动轨迹表现为两种方式:一是夹杂物从气泡下端两侧向气泡尾涡靠近,随气泡上浮一段距离后上升速度变快,然后脱离气泡尾涡区;二是位于气泡上方的夹杂物,在不与气泡发生碰撞黏附的条件下,以回旋方式运动至气泡下方,然后在尾涡区内随气泡上浮,从而沿竖直方向以回旋方式上升.在相同上浮距离条件下,与小气泡相比,大气泡的尾涡去除夹杂物颗粒的效果更好.

关键词：气泡尾涡夹杂物钢液物理模拟

RH-PTB循环流量和混合特性的水模型研究

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东北大学学报（自然科学版） 2010年第8期31卷 1126-1128,1140页

作者：耿佃桥雷洪张兴武赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110004

为深入了解RH-PTB真空精炼过程的循环流量及混合特性,建立了与RH装置原型的比例为1∶5.5的水模型,考察了不同工艺参数对RH-PTB循环流量及均混时间的影响.结果表明,随着气泡行程的增大、真空室内液面高度的增大及钢水处理量的减小,循环... 详细信息

为深入了解RH-PTB真空精炼过程的循环流量及混合特性,建立了与RH装置原型的比例为1∶5.5的水模型,考察了不同工艺参数对RH-PTB循环流量及均混时间的影响.结果表明,随着气泡行程的增大、真空室内液面高度的增大及钢水处理量的减小,循环流量增大,均混时间缩短.因此在实际生产中,当钢水处理量过大时应采取措施增大循环流量.对实验数据进行回归处理得到了循环流量、均混时间的表达式.

关键词： RH-PTB 循环流量均混时间真空度回归公式