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随着连铸技术的发展,铸坯质量和生产率已经成为当今制约板坯连铸工艺发展的两大因素。电磁制动技术可以在高生产率前提下保证铸坯质量,作为工业上较为成熟的一项技术虽然能够抑制高拉速带来的诸多不利现象,但是如何进一步优化电磁制动结构参数、电磁参数和工艺参数进而得到优化的电磁制动效果,对于电磁制动技术的有效应用有着重要的现实意义。本文应用FLUENT商业软件数值模拟研究了单条形磁场(LMF)、FC-mold和FC-mold Ⅱ作用下结晶器内的流动特性,考察了不同磁极结构、磁感应强度和拉速对结晶器内的流场、表面流速分布、水口出流对窄面的冲击和弯月面形状及弯月面波高的影响规律,并且通过比较不同磁极结构下的电磁制动效果得出在本文模拟条件下获得最佳电磁制动效果的最佳方案。通过比较数值模拟结果与实际连铸机上的钉子木板法的表面流速测量结果和不锈钢板弯月面形状测量结果对计算模型进行了验证,二者结果比较吻合。研究结果表明:施加单条形电磁制动可抑制水口出口射流对窄面的冲击和缩短向下流股的穿透深度,0.35T的单条形磁场作用下窄面附近最大水平冲击流速相比无磁场时减小70%,水口出流对窄面的冲击位置提高100mm。但施加单条形电磁制动表面流速并不是随着磁场的增强而单调递减,故单条形磁场在控制表面流速的作用上,增大磁感应强度并不总能得到有效的控制。FC-mold由于上部磁极的存在,可以更加有效的控制弯月面的表面流速,弯月面最大波高显著减小,但当上、下磁感应强度为0.35T时表面流速受到了过度的抑制。FC-mold Ⅱ由于上、下两个磁极配有独立电源,可以根据所需电磁力大小分别进行调节,通常下部磁极较强,上部磁极较弱,这样既可以抑制流股对窄面的冲击强度和缩短向下流股的穿透深度,又可以将表面流速控制在合理的范围内。本文模拟条件下,在拉速1.8m/min和拉速2.2m/min时,选择下磁极0.35T、上磁极0.15T的匹配,可获得最佳的电磁制动效果。