Les aspects hydrodynamiques de la coulee continue electromagnetique de brames : modelisations experimentale et numerique

par JEROME HAMBURGER

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de JACQUELINE ETAY.

Soutenue en 2000

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Cette these comporte deux volets : experimental et numerique. Elle presente un dispositif electromagnetique capable d'augmenter a la fois la qualite et la vitesse de tirage d'une tete de coulee continue siderurgique. On definit, dimensionne et met en uvre une installation experimentale constituant un modele a l'echelle 1/3 fonctionnant avec du mercure et equipee du dispositif electromagnetique etudie. On decrit une sonde originale de niveau permettant une mesure en continu. Des formes de niveau et de fluctuations de surface libre sont presentees pour trois conditions electromagnetiques : en absence de champ magnetique, en presence d'un champ magnetique dc seul, en presence d'un magnetique dc superpose a un champ ac. Les fluctuations sont analysees a partir de leur spectre de fourier. Un phenomene original est mis en evidence. Il consiste en une onde progressive presentant un front raide et une celerite constante. Une busette fortement immergee supprime ce phenomene perturbateur par rapport aux effets recherches. Une explication phenomenologique de ce phenomene est proposee. Le travail numerique consiste a modeliser l'effet du champ magnetique continu sur l'ecoulement produit par l'alimentation de la lingotiere a l'aide d'un module de calcul magnetohydrodynamique implemente dans l'environnement fluent. Dans un premier temps, ce module est valide en comparant les resultats de calcul avec des resultats tant analytiques qu'experimentaux issus de la litterature. Dans un second temps. Les ecoulements dans la lingotiere en absence et en presence de champ magnetique continu sont calcules. Ces calculs stationnaires menes sur des geometries bi et tridimensionnelles permettent de quantifier la fermeture des courants induits, et contribuent a la comprehension des phenomenes observes experimentalement. Des calculs instationnaires sont realises pour cerner les conditions d'apparition de la perturbation basse frequence observe experimentalement.


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Informations

  • Détails : 95 p.
  • Annexes : 41 ref.

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