电渣重熔体系内磁场的数学模拟

金属学报

1995, Vol. 31

Issue (14): 51-60

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电渣重熔体系内磁场的数学模拟

魏季和;任永莉

上海大学;西安冶金建筑学院

MATHEMATICAL SIMULATION OF MAGNETIC FIELD IN ESR SYSTEM

WEI Jihe(Shanghai University; 200072); REN Yongli; (Xi'an Institute of Metallurgy and Construction Engineering; 710055)(Manuscript received 94-04-27)

引用本文:

魏季和;任永莉. 电渣重熔体系内磁场的数学模拟[J]. 金属学报, 1995, 31(14): 51-60.
, . MATHEMATICAL SIMULATION OF MAGNETIC FIELD IN ESR SYSTEM[J]. Acta Metall Sin, 1995, 31(14): 51-60.

全文: PDF(655 KB)

摘要: 基于Ｍａｘｗｅｌｌ方程组及有关的电磁场理论，提出了更切合实际情况的电渣重熔体系内磁场的数学模型，并应用于结晶器直径２００ｍｍ的实验室重熔装置．对直径７６ｍｍ低碳低合金钢电极的重熔过程（３０００Ａ（有效值），ＣａＦ２＋３０ｍａｓｓ％Ａｌ２Ｏ３＋２０ｍａｓｓ％ＣａＯ渣系），结果表明，磁场强度的幅模在电极内沿端部锥体形成方向不断增大，至接近锥顶处达最大值，约为２．６×１０４Ａ／ｍ，此后在渣池、锭子熔池、液固两相区和固态锭子内沿轴向向下逐渐减小；沿半径方向，在电极和渣池内呈现一峰值，在液、固金属区内则单调增大至边界条件限定值．对在直径１４０ｍｍ的结晶器中以直径８０ｍｍ的电极和ＣａＦ２＋ＣａＯ＋Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ渣系生产高速钢（Ｍ２）锭的过程，以该模型估计的重熔体系渣池和金属熔池内磁场强度（幅模）的大小和分布与实测结果较相吻合．该模型可作为研究电渣重熔体系内熔体流动，传热和传质过程的基础．

关键词 ：电渣重熔, 磁场, 数学模拟, 直接测量

Abstract：A mathematical simulation and its application to laboratory 200 mm diameter mould of ESR unit were developed based on Maxwell's equations and related electromagnetic field theorem. For remelting a low carbon alloy steel(an electrode of 76 mm in diameter, 3000 A current (rms) and the slag of CaF2+30 mass-% Al2O3+20 mass-% CaO system) with the parameturs selected reasonably,the amplitude magnetude of magnetic field intensity inner the electrode along the formation direction of electrode tip cone is continuously increasing to a maximum value being about 2.6×104 A/ m near the cone top, then decreasing in the slag bath, ingot pool, mushy zone and solid ingot. For a high speed steel(M2) ingot on another unit with a mould of 140 mm in diameter (80 mm diameter electrode and the slag of CaF2+CaO+Al2O3+MgO system), the predicted magnitude and profile of the magnetic field intensity in the slag bath and ingot pool of the system by the model are in pretty good agreement with the practical measurements. This model may be used as a good and reliable basis for the further study on the fluid flow and the heat and mass transfer processes in ESR system .Correspondent: WEI Jihe, professor,(Department of Materials Science and Engineering, Shanghai University,Shanghai 200072)

Key words： electroslag remelting magnetic field mathematic simulation

基金资助:国家自然科学基金

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1DilawariAH,SzeleklyJ．MetallTrans,1977;8B:2272DilawariAH,SzeleklyJ．Proc5thIntConfVacMet&ESRProcess,Munich,Leybold-Heraeus,1976:1573DilawariAH,SzeleklyJ．MetaIlTrans,1978;9B:774ChoudbaryM,SzekelyJ．MetallTrans,1980;11B:4395ChoudharyM,SzekelyJ．IronSteelmaking,1981;8:2256魏季和,任永莉．金属学报,1984;30:B4817魏季和,MitchellA．金属学报,1984;20:B2808魏季和,MitchellA．金属学报,1984;20:B2619,196910获野和已,原茂太．铁钢,631977:2141 11刘应书,魏季和,向顺华,任永莉．全国第五届冶金过程动力学和反应工程学学术会议论文集,中国金属学会冶金过程物理化学学会,济南,1991:259

[1]	苏震奇, 张丛江, 袁笑坦, 胡兴金, 芦可可, 任维丽, 丁彪, 郑天祥, 沈喆, 钟云波, 王晖, 王秋良. 纵向静磁场下单晶高温合金定向凝固籽晶回熔界面杂晶的形成与演化[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1568-1580.
[2]	原家华, 张秋红, 王金亮, 王灵禺, 王晨充, 徐伟. 磁场与晶粒尺寸协同作用对马氏体形核及变体选择的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1570-1580.
[3]	唐海燕, 刘锦文, 王凯民, 肖红, 李爱武, 张家泉. 连铸中间包加热技术及其冶金功能研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1229-1245.
[4]	栾晓圣, 梁志强, 赵文祥, 石贵红, 李宏伟, 刘心藜, 祝国荣, 王西彬. 45CrNiMoVA钢脉冲磁处理的强化机理[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1272-1280.
[5]	任忠鸣,雷作胜,李传军,玄伟东,钟云波,李喜. 电磁冶金技术研究新进展[J]. 金属学报, 2020, 56(4): 583-600.
[6]	许擎栋, 李克俭, 蔡志鹏, 吴瑶. 脉冲磁场对TC4钛合金微观结构的影响及其机理探究[J]. 金属学报, 2019, 55(4): 489-495.
[7]	金永丽,于海,张捷宇,赵增武. 磁场对含CaO铁氧化物还原的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(3): 410-416.
[8]	张建锋,蓝青,郭瑞臻,乐启炽. 交流磁场对过共晶Al-Fe合金初生相的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(11): 1388-1394.
[9]	陶然, 赵玉涛, 陈刚, 怯喜周. 电磁场下原位合成纳米ZrB_{2 np}/AA6111复合材料组织与性能研究[J]. 金属学报, 2019, 55(1): 160-170.
[10]	张建锋, 蓝青, 乐启炽. 交流磁场致Al-Fe亚共晶合金熔体热电势变化的研究[J]. 金属学报, 2018, 54(7): 1042-1050.
[11]	帅三三, 林鑫, 肖武泉, 余建波, 王江, 任忠鸣. 横向静磁场对激光熔化增材制造Al-12%Si合金凝固组织的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(6): 918-926.
[12]	侯渊, 任忠鸣, 王江, 张振强, 李霞. 纵向静磁场对定向凝固GCr15轴承钢柱状晶向等轴晶转变的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 801-808.
[13]	王强, 董蒙, 孙金妹, 刘铁, 苑轶. 强磁场下合金凝固过程控制及功能材料制备[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 742-756.
[14]	龚永勇, 程书敏, 钟玉义, 张云虎, 翟启杰. 脉冲磁致振荡凝固技术[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 757-765.
[15]	王强, 何明, 朱晓伟, 李显亮, 吴春雷, 董书琳, 刘铁. 电磁场技术在冶金领域应用的数值模拟研究进展[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 228-246.

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