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大方坯电磁制动过程中各物理场的数值模拟
第十五届全国炼钢学术会议文集
大方坯电磁制动过程中各物理场的数值模拟
宋小鹏1 程树森 1 吴狄峰2 程子建3
（1. 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京，100083；2 宝钢不锈钢研究所，上海 200122 ;
3 酒泉集团宏兴钢铁股份有限公司 735100 ）
摘要：本文通过对Maxwell 方程有限元求解，得到制动器在钢液中产生的静磁场分布特性。运用电磁流体力
学(MHD)模型、多项流(VOF)模型、湍流模型对钢液流动和传热进行了数值模拟，采用热焓-多孔介质模型对
凝固进行数值模拟。计算得到了静磁场作用下钢液内部电流密度矢量、电磁力，焦耳热的分布。结果表明：
电磁力、电流密度矢量、焦耳热主要分布在钢液速度较大区域，电磁力明显改变了结晶器内钢液流场，感应
电流产生的焦耳热对钢液温度场影响很有限，可忽略。
关键词：连铸结晶器 电磁制动 数值模拟 焦耳热 洛伦兹力 电流密度矢量
Numerical Simulation of Physics fields in Continue Casting Mold with
Electromagnetic Brake
Song Xiaopeng1,Cheng Susen1,Wu Difen2,ChengZhijian3
(1.University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083; 2.BaoSteel Group Corporation,
Shanghai, 200122
3, Jiu Steel Group HongXing Iron Steel CO., LTD 735100)
ABSTRACT: A there-dimensional model was built to analyze the turbulent melt-flow, temperature fields and
macroscopic solidification of steel fluid in continue casting with electromagnetic brake (EMBr).Standard k- ε
turbulent model was used to consider the turbulent effects. The enthalpy-porosity relation was employed to suppress
the velocity within a mushy region. The electromagnetic field was decided by Maxwell’s equation. The application
of EMBr to the mold region results in great change of steel flow. Current density vector, joule heat and Lorentz
force were mainly localized in region where the velocity of steel flow was high; joule heat produced by induce
current has limited influence on steel flow, could be ignored.
KEYWORD: continue casting mold, electromagnetic brake, numerical simulation, joule heat, Lorentz force,
current density vec
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