Date : 2000
Type : Livre / Book
Type : Thèse / ThesisLangue / Language : français / French
Champs électromagnétiques -- Applications industrielles
Résumé / Abstract : La superposition d'un champ électromagnétique alternatif et d'un champ magnétique continu est un procédé original pour contrôler le ménisque en tête de coulée continue de brames d'acier et améliorer la qualité du produit fini. Deux études complémentaires, l'une expérimentale, l'autre numérique, ont été menées pour comprendre les mécanismes magnéto hydrodynamiques. Une maquette de simulation de la coulée continue a été dimensionnée, construite, puis équipée des deux procédés afin de caractériser la forme moyenne et les fluctuations de la surface du bain. Une instrumentation adaptée aux mesures de niveau dans les métaux liquides en environnement électromagnétique a été développée. Ces mesures ont montré que les perturbations de surface s'amplifient en présence du champ électromagnétique alternatif. La superposition du champ magnétique continu permet d'amortir efficacement le bruit de fond et les modes propres de la lingotière. Par contre, elle amplifie considérablement les fluctuations à basse fréquence liées à un phénomène de battement de jet. Une modélisation numérique tridimensionnelle des phénomènes couples magnéto hydrodynamiques a été entreprise afin de réaliser une étude théorique de l'application d'un champ alternatif pour des fréquences élevées. Le développement d'un module magnéto hydrostatique et module magnéto hydrodynamique permet de déterminer l'écoulement dans le bain liquide en tenant compte de la forme de la surface libre. Le modèle a été valide à partir des mesures expérimentales. Il a révélé l'importance de la forme de la surface libre dans le calcul du brassage électromagnétique ainsi que la présence d'une structure originale de l'écoulement liée à la présence d'arêtes. Dans son évolution future, ce modèle servira à orienter le dimensionnement d'un pilote industriel
Résumé / Abstract : The simultaneous use of an alternating electromagnetic field and a continuous magnetic field is a new device to control the meniscus in steel continuous casting and to improve the slabs quality. Two complementary studies are performed to understand magneto-hydrodynamic phenomena. An experimental model is built and equipped with the two processes to characterize the mean shape and fluctuations of the free surface of the pool. A measurement of liquid metal level in electromagnetic environment is developed. The measures show that fluctuations rise up with electromagnetic alternative field. The superimposition of continuous magnetic field effectively damps the background noise and natural modes of the casting mold, whereas it significantly amplify low frequency fluctuations linked to a jet oscillation phenomenon. A three dimensional numerical model of coupled phenomena is undertaken to make a theoretical study of the alternative electromagnetic field device. A magneto hydrostatic and a magneto hydrodynamic model are developed to determine the fluid flow taking the free surface shape into account. The model is validated with experimental measurements. It points out the importance of the free surface electromagnetic stirring computation. It also shows an unexpected fluid flow due to the presence of edges. In the near future, this numerical model will be use to guide the industrial device building