金属学报

作者：唐海燕, 李小松, 张硕, 张家泉

单位：北京科技大学冶金与生态工程学院 北京 100083

关键词：感应加热,中间包,电磁力,温度场,流场,结构优化,

基金：国家自然科学基金项目(51874033);国家自然科学基金项目(U1860111);北京市自然科学基金项目(2182038)

通过建立电磁-热-流动耦合数学模型，研究了一种六流H型通道感应加热中间包内电磁力的作用特点、钢水的流动及传热规律。对比了感应加热不同应用模式下中间包内流场和温度场特点，探讨了传统冷态水模拟研究方法对该感应加热中间包结构优化的适用性。结果表明，感应加热中间包通道内电磁力呈偏心分布，方向指向通道偏心位置，钢液在通道内旋转流出。裸包方案下，开启感应加热1500 s时比未开启中间包内1号水口处钢水温度高22 K；由于电磁力作用使通道附近水口的短路流加剧、各流一致性变差。但中间包结构优化后，通道附近水口短路流消失，各流温差降低、一致性改善、升温速率加快。模型研究结果揭示了这种新型中间包的冶金机理，同时也表明基于冷态模拟的中间包结构优化方法仍可作为感应加热中包结构设计和优化的重要依据。

来源：2020年第12期

《金属学报》期刊编辑部

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