电渣重熔过程中的电磁场和Joule热分析

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• 出版年：2010
• 作者：王芳；李宝宽
• 单位1：东北大学材料与冶金学院
• 出生年：1981
• 职称：讲师
• 语种：中文
• 作者关键词：电渣重熔；电磁场；Joule热；数值模拟
• 总页数：6
• 经费资助：国家自然科学基金重点资助项目50934008
• 刊名：金属学报
• 是否内版：否
• 刊频：月刊
• 创刊时间：1956
• 主办单位：中国金属学会
• 主编：柯俊
• 地址：沈阳文化路72号
• 邮编：110016
• 卷：46
• 期：7
• 期刊索取号：P750.66 350

摘要

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35Hz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。