第7期 王宏明等：电磁软接触结晶器内钢液面高度对磁场分布的影响 .799 响4，同时又需要在较小的电源功率下初始凝固区 域有足够的电磁压力来实现软接触，因此，应尽可 能把钢液面控制在线圈上沿附近可]. 4结论 ()钢液使得磁感应强度集中在钢液的侧表 面，由于切缝的存在使得周向上磁感应分布不均匀， 需增加切缝数来减小不均匀性， (2)钢液面的升高使得钢液中的磁感应强度减 图7铸坯中电磁力的分布 小.当钢液面低于线圈上沿时，钢液中磁感应强度 Fig.7 Electromagnetic force distribution in a strand 的最大值出现在钢液上表面附近，并沿拉坯方向逐 渐递减：当钢液面高于线圈上沿时，磁感应强度的最 250 大值向线圈中心移动.随着钢液面的不断升高，磁 200 感应强度衰减的幅度减小，磁场的有效作用范围 150 增大 100 (③)钢液侧表面电磁力的分布与磁感应强度的 分布基本一致，在软接触电磁连铸过程中，为减小 50 电磁力沿结晶器高度方向的变化梯度，应尽可能把 钢液面控制在线圈上沿附近 121824303642 距结品器中心距离mm 参考文献 图8半径方向电磁力的分布 [1]Vives C.Electromagnetic refining of aluminum alloys by the Fig.8 Electromagnetic force distribution along the radial direction CREM process:Part I.Working principle and metallurgical re sults-Metal Trans B.1989.20B(10):623 图9为钢液面由结晶器中心分别升高20,30， [Kim H.Park J.Jeong H,et al.Continuous casting of billet with 40,50mm时钢液侧表面所受到电磁力的分布.可 high frequeney electromagnetic field.ISIJ Int,2002.42(2):171 以看出，电磁力的分布与磁感应强度的分布基本一 [3]Jin B G.Wang Q.Liu Y,et al.Magnetic field distribution and 致，当钢液面低于线圈上沿时，电磁力的最大值出 molten metal meniscus behavior in soft contact electromagnetic continuous casting mold.Chin J Nonferrous Met,2006.16(11): 现在钢液上表面附近，在拉坯方向上衰减较为明显； 1931 当钢液面高于线圈上沿时，电磁力明显减小，但拉坯 (金百刚，王强，刘燕，等。软接触电磁连铸结晶器内磁场分布 方向上的有效作用范围增大，而且均匀性较好.在 与弯月面行为.中国有色金属学报，2006,16(11)：1931) 软接触电磁连铸过程中，拉坯方向上电磁力分布的 [4]Kageyama R.Evans J W.Development of a three dimensional 均匀性对铸坯初生坯壳的稳定生长有重要的影 mathematical model of the electromagnetic casting of steel.ISI 20 1t,2002,42(2):163 钢液面升高高度 -0 mm [5]Kim H.Park I P,Jeong H.et al.Continuous casting of billet 100 -20mm -30mm with high frequeney electromagnetie field.ISI Int.2002.42 (2):171 80 40 mm ◆-50mm [6]LiT J,Li XT,Zhang ZF,et al.Effect of multi-electromagnetic 60 field on meniscus shape and quality of continuously cast metals Ironmaking Steelmaking.2006.33(1):57 [7]Zhang L T,Wang E G,Deng A Y,et al.Influence of frequency on magnetic field distribution and meniscus in rectangular soft- contact EMCC mold.J Northeast Univ Nat Sei.2006.27(7): 755 100200300 400 (张林涛，王恩刚，邓安元，等.频率对矩形电磁连铸结晶器内 电磁力/kN,m) 磁场和弯月面的影响.东北大学学报：自然科学版，2006,27 图9钢液侧表面的电磁力分布 (7):755) Fig.9 Electromagnetic force distribution in molten steel (下转第814页)图7 铸坯中电磁力的分布 Fig．7 Electromagnetic force distribution in a strand 图8 半径方向电磁力的分布 Fig．8 Electromagnetic force distribution along the radial direction 图9 钢液侧表面的电磁力分布 Fig．9 Electromagnetic force distribution in molten steel 图9为钢液面由结晶器中心分别升高20‚30‚ 40‚50mm 时钢液侧表面所受到电磁力的分布．可 以看出‚电磁力的分布与磁感应强度的分布基本一 致．当钢液面低于线圈上沿时‚电磁力的最大值出 现在钢液上表面附近‚在拉坯方向上衰减较为明显； 当钢液面高于线圈上沿时‚电磁力明显减小‚但拉坯 方向上的有效作用范围增大‚而且均匀性较好．在 软接触电磁连铸过程中‚拉坯方向上电磁力分布的 均匀性对铸坯初生坯壳的稳定生长有重要的影 响［14］‚同时又需要在较小的电源功率下初始凝固区 域有足够的电磁压力来实现软接触．因此‚应尽可 能把钢液面控制在线圈上沿附近［15］． 4 结论 （1） 钢液使得磁感应强度集中在钢液的侧表 面‚由于切缝的存在使得周向上磁感应分布不均匀‚ 需增加切缝数来减小不均匀性． （2） 钢液面的升高使得钢液中的磁感应强度减 小．当钢液面低于线圈上沿时‚钢液中磁感应强度 的最大值出现在钢液上表面附近‚并沿拉坯方向逐 渐递减；当钢液面高于线圈上沿时‚磁感应强度的最 大值向线圈中心移动．随着钢液面的不断升高‚磁 感应强度衰减的幅度减小‚磁场的有效作用范围 增大． （3） 钢液侧表面电磁力的分布与磁感应强度的 分布基本一致．在软接触电磁连铸过程中‚为减小 电磁力沿结晶器高度方向的变化梯度‚应尽可能把 钢液面控制在线圈上沿附近． 参 考 文 献 ［1］ Vives C．Electromagnetic refining of aluminum alloys by the CREM process：Part Ⅰ．Working principle and metallurgical re￾sults．Metal T rans B‚1989‚20B（10）：623 ［2］ Kim H‚Park J‚Jeong H‚et al．Continuous casting of billet with high frequency electromagnetic field．ISIJ Int‚2002‚42（2）：171 ［3］ Jin B G‚Wang Q‚Liu Y‚et al．Magnetic field distribution and molten metal meniscus behavior in soft contact electromagnetic continuous casting mold．Chin J Nonferrous Met‚2006‚16（11）： 1931 （金百刚‚王强‚刘燕‚等．软接触电磁连铸结晶器内磁场分布 与弯月面行为．中国有色金属学报‚2006‚16（11）：1931） ［4］ Kageyama R‚Evans J W．Development of a three dimensional mathematical model of the electromagnetic casting of steel．ISIJ Int‚2002‚42（2）：163 ［5］ Kim H‚Park I P‚Jeong H‚et al．Continuous casting of billet with high frequency electromagnetic field．ISIJ Int‚2002‚42 （2）：171 ［6］ Li T J‚Li X T‚Zhang Z F‚et al．Effect of mult-i electromagnetic field on meniscus shape and quality of continuously cast metals． Ironmaking Steelmaking‚2006‚33（1）：57 ［7］ Zhang L T‚Wang E G‚Deng A Y‚et al．Influence of frequency on magnetic field distribution and meniscus in rectangular soft￾contact EMCC mold．J Northeast Univ Nat Sci‚2006‚27（7）： 755 （张林涛‚王恩刚‚邓安元‚等．频率对矩形电磁连铸结晶器内 磁场和弯月面的影响．东北大学学报：自然科学版‚2006‚27 （7）：755） （下转第814页） 第7期 王宏明等： 电磁软接触结晶器内钢液面高度对磁场分布的影响 ·799·