电渣重熔过程中的电磁场和Joule热分析

摘要：

以电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了能够考虑集肤效应的三维谐波电磁场有限元模型,采用Maxwell方程、Lorentz定律和Joule定律分析了渣、钢锭和电极的磁场、电磁力、电流密度和Joule热功率密度的分布.模拟结果与测量的电渣重熔系统外部空气的磁感应强度吻合良好,证明了本模型和计算过程的可靠性.计算结果表明:在电极和钢锭内,电流主要集中在外表面,电流沿轴向方向;在渣池内,由于渣的电导率低,电流分布发生改变,主要集中在电极端头处;电磁力的最大值出现在接近渣池上表面渣内的电极附近;而Joule热的最大值是在电极底部与渣的交界处;当频率大于35 Hz时,电极和钢锭内都出现了涡流;当电极浸入深度增大或渣层的厚度减小时,渣池中Joule热的最大值增大.

关键词：电渣重熔、电磁场、Joule热、数值模拟

所属期刊栏目：46

分类号：TG249.7(铸造)

资助基金：国家自然科学基金重点资助项目50934008

在线出版日期：2010-10-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：794-799