Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Study of the optimization of the electromagnetic field configuration for electromagnetic brakes for thin slab casting with different casting throughput using CFD simulations.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Materials Science and Engineering. KTH.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In steelmaking, the quest for increased productivity without losing quality is never-ending, and new processes and changes to existing ones are constantly explored. In the 20th century, electromagnetic devices were introduced to the steel industry, in order to increase productivity in various parts of the steelmaking process. One of these devices is called an Electromagnetic Brake, or EMBR, and is applied at the mold of the continuous caster. The EMBR generates an electromagnetic field that affects the flow of the steel, and this paper has investigated how different electromagnetic fields affect the steel flow. The project has been performed in collaboration with ABB and the aim have been to investigateif it is possible to optimize the braking effect by altering the EMBR iron core of an existing EMBR, thus generating electromagnetic fields of new geometrical characters. This was done at a casting throughput of 4,5 metric ton/min. Furthermore, it was also investigated how the modified EMBRs affected a steel flow of a higher casting throughput of 8,0 metric ton/min. The investigations have been performed by conducting CFD simulations; however, no industrial experiments have been performed in order to validate the CFD results. It was found that it is possible to achieve more optimized braking by changing the geometry of the electromagnetic field and it was possible to brake the meniscus velocity below the critical value of 0,3 m/s. It was also found that with increased throughput an electromagnetic field of greater magnetic flux density was needed to have a braking effect. However, the meniscus velocity when casting with a throughput of 8,0 metric ton/min never reached below the critical value of 0,3 m/s. The electromagnetic field that had the most damping effect on the meniscus velocity of the lower throughput was also the field that had the highest damping effect on the higher throughput.

Abstract [sv]

När det kommer till ståltillverkning är strävan efter ökad produktivitet utan att förlora kvaliteten konstant, och nya processer och förändringar av befintliga utforskas ständigt. Under 1900-talet introducerades ny elektromagnetisk utrustning till stålindustrin för att öka produktiviteten i olika processsteg. En av dessa anordningar kallas för Elektromagnetisk Broms, eller EMBR, och appliceras på strängjutningskokillen. Bromsen genererar ett elektromagnetiskt fält som påverkar stålflödet, och detta arbete har undersökt hur olika elektromagnetiska fält påverkar flödet. Projektet har genomförts i samarbete med ABB och syftet har varit att undersöka om det är möjligt att optimera effekten av en broms på stålflödet genom att förändra bromsens järnkärna och därmed generera elektromagnetiska fält med ny geometrisk karaktär. Genom flödessimuleringar simulerades detta med en gjutgenomströmning på 4,5 ton/min. Vidare undersöktes också hur de modifierade fälten påverkade ett stålflöde med en högre gjutgenomströmning på 8,0 ton/min. Inga industriella experiment genomförts för att validera simuleringsresultaten. Det visade sig att det är möjligt att uppnå en mer optimerad bromsning genom att ändra fältgeometrin och det var möjligt att bromsa meniskhastigheten under det kritiska värdet 0,3 m/s. Det visade sig att med ökad genomströmning behövdes ett elektromagnetiskt fält med större magnetisk flödestäthet för bromsen skulle ha en effekt. Meniskhastigheten vid gjutning med en genomströmning på 8,0 ton/min nådde emellertid aldrig under det kritiska värdet 0,3 m/s. Det elektromagnetiska fältet som hade den mest dämpande effekten på meniskhastigheten hos den lägre genomströmningen var också det fält som hade den högsta dämpningseffekten på den högre genomströmningen. Detta fält hade bäst effekt vid gjutning med högre genomströmning, men vid lägre genomströmning så ansågs ett annat fält vara mer optimalt som presterade bättre än original-bromsen för alla underskta parametrar.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 38
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:579
Keywords [en]
EMBR Electromagnetic Brake Continous Casting Thin Slabs Throughput Productivity
National Category
Materials Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-266030OAI: oai:DiVA.org:kth-266030DiVA, id: diva2:1381020
External cooperation
ABB Metallurgy
Educational program
Master of Science in Engineering - Materials Design and Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-12-20 Created: 2019-12-19 Last updated: 2019-12-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

The full text will be freely available from 2044-12-24 09:10
Available from 2044-12-24 09:10

Search in DiVA

By author/editor
Ahlbäck, Anton
By organisation
Materials Science and Engineering
Materials Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 44 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf