D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1995.02.015 第17卷第2期 北京科技大学学报 Vol.17 No.2 1995年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.1995 DC一EAF熔池电磁场的数值模拟* 郭鸿志”赵沛)王开力)傅杰2)马廷温) 1)北京科技大学热能工程系，北京1000832)北京科技大学冶金系 摘要建立了30底电极直流电弧炉格池电磁场的数学模型，开发研制了通用计算软 件，研究了不同工况下磁场强度、电流密度、洛仑兹力的分布规律. 关键词DC一EAF熔池，电磁场，数值模拟 中图分类号TF748.41 Numerical Simulation of Electromagnetic Field in the DC-EAF Bath' Guo Hongzhi Zhao Pei)Wang Kaili?)Fu Jie2)Ma Tingwen 2) 1)Department of Therma!Engineering.USTB.Beijing 100083,PRC 2)Department of Metallurgy,USTB ABSTRACT A mathematic model and a numerical method are developed for a 30t DC arc furnace.Then.the distribution regularities of magnetic field intensity,current density and Lorentz force are calculated out at different operational conditions. KEY WORDS DC-EAF bath.electromagnetic field,numerical simulation 直流电弧炉内的电磁场与直流电流作用产生的洛仑兹力是影响钢液循环流动，从而 也影响到钢液内的传热与传质过程的主要原因之一·为了研究直流电弧炉熔池内动量、 热量与质量的输运过程，计算循环流量、循环周期和物料混合时间等参量，必须首先研 究熔池内的电磁场，即研究在不同电参数与几何参数条件下熔池内磁场强度、电流密度、 洛仑兹力等的分布规律· 1数学模型 1.1控制方程 由麦克斯韦第二方程V×E=一变换，得： E=v××+,馆 ct Omm 忽略磁对流项，在稳定直流条件下，上式可变为7B=0. 1994-03-28收稿第一作者男49岁副教授 *“八五”国家科技攻关项目第 17 卷 第 2 期 1 9 95 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 oJ u m a l o f U n i v e sr ity o f S d en ce a dn T 以上n o l o gy eB ij in g V o l 。 17 N o . 2 A 阿 . 19 9 5 D C 一 E A F 熔 池 电磁 场 的数值模拟 ’ 郭鸿 志 ’ ) 赵 沛 2 , 王 开 力 2 ) 傅 杰 2 ) 马 廷温 2 ) l) 北 京 科技 大 学 热 能 工 程 系 , 北 京 10 0 0 8 3 2) 北京 科技 大学 冶金 系 摘 要 建 立 了 30 t 底 电 极 直 流 电 弧 炉 熔 池 电 磁 场 的 数 学 模 型 , 开 发 研 制 了 通 用 计 算 软 件 , 研 究 了 不 同工况 下磁 场强 度 、 电 流 密度 、 洛仑 兹力 的分 布规 律 . 关 键词 D C 一 E A F 熔池 , 电磁场 , 数 值模 拟 中图分 类号 T F 7 4 8 4 1 N u me r i c a l S im u l a t i o n o f E l e c t r o ma g n e t i c F i e l d i n t h e D C 一 E A F B a t h * G u o H o n g : h i l ) Z h a o p e i Z ) w u n g 灿111 2 ) F u J i e Z ) M a iT n g w e n Z ) l ) D e P a r r me n t o f T h e r m a l E n g i n e e r , n g , U S T B , B e i J , n g 10 0 0 8 3 , P R C Z ) D e P a r tm e n t o f M e t a ll u r g y , U S T B A B S T R A C T A m a t h e m a t i e m o d e l a n d a n u me r i c a l m e t h o d a r e d e v e l o P e d fo r D C a r e fu rn a e . T h e n , t h e d i s t r i b u t i o n r e g u l a r it i e s o f m a g n e t i c if e ld i n t e n s i t y , d e n s it y a n d L o r e n t z fo r e e a r e e a l e u l a t e d o u t a t d i fe r e n t o P e r a t i o n a l co n d it i o n s . K E Y W O R D S D C 一 E A F b a t h , e l e e t r o ma g n e t i e if e l d , n u m e r i e a l s im u l a t i o n a 3 0 t C U f f e n t 直 流 电弧 炉 内 的 电磁 场 与直 流 电流 作 用产 生 的 洛 仑 兹 力 是 影 响 钢 液 循 环 流 动 , 从而 也 影 响 到 钢 液 内的 传 热 与传 质 过 程 的 主要 原 因 之 一 . 为 了研 究 直 流 电 弧 炉 熔池 内 动 量 、 热 量 与 质 量 的 输 运 过 程 , 计 算 循 环 流 量 、 循 环 周 期 和 物 料 混 合 时 间等 参量 , 必须 首 先研 究 熔 池 内的 电磁 场 , 即研 究 在 不 同 电参数 与几 ` 何参数 条 件 下 熔 池 内磁 场 强度 、 电流 密 度 、 洛仑 兹 力等 的 分 布 规律 . 1 数 学模型 L l 控 制 方 程 、 ~ 一 ~ 一 一 _ 一 一 _ _ 二 云万 一 一 田 友 兄 册 币 弟 一 力 程 V X 七 = 一 一万厂一 哭 佚 , 得 : C r 一 v x (获 x 功十 - 卫止 v Z万 忽 略磁 对 流 项 , 在 稳 定 直 流条 件 下 , a , 拜。 上 式 可 变 为 v Z万二 0 . 19 9 4 一 0 3 一 2 8 收 稿 第 一 作 者 男 4 9 岁 副教 授 “ 八五 ” 国 家科 技攻 关 项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1995. 02. 015