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申请/专利权人：东北大学

摘要：本发明涉及一种设定电渣重熔空心钢锭内结晶器的锥角的方法及内结晶器，包括：建立第一14对称的渣池‑空心锭体系三维实体模型；针对第一14对称的渣池‑空心锭体系三维实体模型进行网格划分得第一网格模型；设渣池的物理属性，设定空心锭的物理属性，得第二网格模型；空心锭的计算域赋予第一属性，渣池的计算域赋予第二属性，得第三网格模型；基于电磁场边界条件、流场边界条件和传热边界条件，建立三维瞬态多物理场耦合分析模型；获取空心锭动态凝固传热及基于密度基变形行为的模拟结果；根据模拟结果，确定渣金界面距内结晶器的圆柱部分底部距离Hcyl、气隙宽度、空心锭内壁与内结晶器实际接触高度Hcon，确定最终内结晶器圆锥部分锥角范围。

主权项：1.一种设定电渣重熔空心钢锭内结晶器的锥角的方法，其特征在于，包括：S1、基于预先获取的实际的电渣重熔空心锭的电极尺寸、空心锭尺寸、渣量，采用建模软件建立第一14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型；S2、针对所述第一14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型进行网格划分得到相应的第一网格模型；S3、针对第一网格模型中渣池的计算域设定渣池的物理属性以及为空心锭的计算域设定空心锭的物理属性，得到第二网格模型；S4、针对所述第二网格模型中空心锭的计算域赋予预先获取的第一属性，以及针对渣池的计算域赋予预先获取的第二属性，得到第三网格模型；S5、基于预先设定的三维电磁场边界条件、流场边界条件和传热边界条件，采用多物理场实施耦合方法，建立针对第三网格模型所对应的三维瞬态多物理场耦合分析模型；S6、基于所述三维瞬态多物理场耦合分析模型，获取空心锭动态凝固传热及基于密度基变形行为的模拟结果；S7、根据所述模拟结果，确定渣金界面距内结晶器的圆柱部分底部距离Hcyl、气隙宽度、内壁与内结晶器实际接触高度Hcon；S8、基于所述Hcyl、气隙宽度、内壁与内结晶器实际接触高度Hcon和预先设定的第一圆锥部分锥角范围，确定最终的内结晶器圆锥部分锥角范围；所述第一圆锥部分锥角范围包括多个锥角值；所述空心锭电极尺寸包括：电极直径；所述空心锭尺寸包括：空心锭的内径、空心锭的外径、空心锭的壁厚；所述14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型的高度为空心锭壁厚的5.5～6倍；所述S3中，采用fluent软件，针对第一网格模型中渣池的计算域设定渣池的物理属性以及为空心锭的计算域设定空心锭的物理属性，得到第二网格模型；所述S3中针对所述14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型进行网格划分得到第一网格模型，具体包括：针对所述14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型，采用非均匀化网格划分方法，对所述14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型的接触区域的网格之间的距离划分为1～2mm，对非接触区域网格之间的距离划分为6～10mm；其中，所述14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型的接触区域为14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型中空心锭所对应的区域与内结晶器所对应的区域以及外结晶器所对应的区域的的接触的区域；所述非接触区域为14对称的渣池-空心锭体系三维实体模型中空心锭所对应的区域与内结晶器所对应的区域以及外结晶器所对应的区域的没有接触的区域。

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