王芳李宝宽
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00080
以电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象, 建立了能够考虑集肤效应的三维谐波电磁场有限元模型, 采用Maxwell方程、Lorentz定律和Joule定律分析了渣、钢锭和电极的磁场、电磁力、电流密度和Joule热功率密度的分布. 模拟结果与测量的电渣重熔系统外部空气的磁感应强度吻合良好, 证明了本模型和计算过程的可靠性. 计算结果表明: 在电极和钢锭内, 电流主要集中在外表面, 电流沿轴向方向; 在渣池内, 由于渣的电导率低, 电流分布发生改变, 主要集中在电极端头处; 电磁力的最大值出现在接近渣池上表面渣内的电极附近; 而Joule热的最大值是在电极底部与渣的交界处; 当频率大于35 Hz时, 电极和钢锭内都出现了涡流; 当电极浸入深度增大或渣层的厚度减小时, 渣池中Joule热的最大值增大.
关键词:
电渣重熔
,
electromagnetic field
,
Joule heating
,
numerical simulation
