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798 北京科技大学学报 第30卷 3.2 钢液面的升高对其内部磁场分布的影响 考察，分别计算了钢液面高于结晶器中心20,30， 为了研究钢液高度变化对磁场分布的影响，对 40,50mm时结晶器内磁感应强度的分布，结果如 结晶器内含不同高度钢液中的磁感应强度分布进行 图6所示. 120 120 半径 半径 -0.005mm -0.005mm 100 ◆-0.010mm 100 ◆-0.010mm ◆0.015mm 0.015mm 0.020mm 80 年0.020mm 40 区区区区 ◆0.025mm 40 区区区区 ◆0.025mm ←0.030mm -0.030mm ◆0.035mm ◆0.035mm ◆0.036mm ◆0.036mm +-0.037mm +-0.037mm 1015 20 2530 35 1015 20 25 30 35 B/mT B/mT (a)高于结品器中心20mm (b)高于结晶器中心30mm 120 120 100 80 半径 半径 60 。-0.005mm -0.005mm ◆0.010mm +0.010mm +0.015mm +0.015mm 40 +82 40 0.020mm ◆0.025mm ←0.030mm +0.030mm +0.035mm +-0.035mm ◆-0.036mm ◆0.036mm ★-0.037mm ★-0.037mm 101520 2530 35 -5 1015202530 35 B/mT B/mT (c)高于结晶器中心40mm (d高于结品器中心50mm 图6不同高度钢液中的磁感应强度分布 Fig.6 B distribution in liquid steel at different heights 结果表明，在钢液面低于线圈上沿（线圈上沿高 3.3电磁压力的分布 于结晶器中心33.5mm)时，如图5及图6(a)、(b), 图7所示为钢液面位于结晶器中心时铸坯中电 钢液中磁感应强度的最大值出现在钢液上表面附 磁力的分布，箭头的长短表示电磁压力的大小，从 近，随着结晶器中钢液面每升高10mm,最大值减小 图中可以看出，电磁力主要集中在铸坯的侧表面，且 5%~7%左右：当钢液面高于线圈上沿时，如 在拉坯方向上存在很明显的不均匀性 图6(c)和(d),磁感应强度的最大值向线圈中心移 图8给出了钢液上表面，半径方向上铸坯中心 动，这与于光伟等的研究结论相吻合，结晶器中 到表面的电磁力分布曲线.可以看出，在距结晶器 钢液面升高10mm,最大值减小了7%左右.当钢液 中心27mm处（距铸坯侧表面10mm)电磁力已接近 面由低于线圈上沿向高于线圈上沿过度时，比较 于0. 图6(b)和(c),钢液面升高10mm,磁感应强度最大 电磁力∫=JXB,J为电流密度，B为磁感应 值减小了15%左右 强度，B的分布将影响∫的分布，结晶器内钢液面 由图6还可以看出，随着钢液面的不断升高，磁 高度的不同，其内部磁感应强度的分布将有所变化 感应强度衰减的幅度减小，同时磁场的有效作用范 所以钢液面高度的不同，电磁力的分布也会有所不 围增大 同3∙2 钢液面的升高对其内部磁场分布的影响 为了研究钢液高度变化对磁场分布的影响对 结晶器内含不同高度钢液中的磁感应强度分布进行 考察分别计算了钢液面高于结晶器中心2030 4050mm 时结晶器内磁感应强度的分布结果如 图6所示． 图6 不同高度钢液中的磁感应强度分布 Fig．6 B distribution in liquid steel at different heights 结果表明在钢液面低于线圈上沿（线圈上沿高 于结晶器中心33∙5mm）时如图5及图6（a）、（b） 钢液中磁感应强度的最大值出现在钢液上表面附 近随着结晶器中钢液面每升高10mm最大值减小 5％～7％ 左 右；当 钢 液 面 高 于 线 圈 上 沿 时如 图6（c）和（d）磁感应强度的最大值向线圈中心移 动这与于光伟等［6］ 的研究结论相吻合结晶器中 钢液面升高10mm最大值减小了7％左右．当钢液 面由低于线圈上沿向高于线圈上沿过度时比较 图6（b）和（c）钢液面升高10mm磁感应强度最大 值减小了15％左右． 由图6还可以看出随着钢液面的不断升高磁 感应强度衰减的幅度减小同时磁场的有效作用范 围增大． 3∙3 电磁压力的分布 图7所示为钢液面位于结晶器中心时铸坯中电 磁力的分布箭头的长短表示电磁压力的大小．从 图中可以看出电磁力主要集中在铸坯的侧表面且 在拉坯方向上存在很明显的不均匀性． 图8给出了钢液上表面半径方向上铸坯中心 到表面的电磁力分布曲线．可以看出在距结晶器 中心27mm 处（距铸坯侧表面10mm）电磁力已接近 于0． 电磁力 f＝ J× BJ 为电流密度B 为磁感应 强度．B 的分布将影响 f 的分布．结晶器内钢液面 高度的不同其内部磁感应强度的分布将有所变化． 所以钢液面高度的不同电磁力的分布也会有所不 同． ·798· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷