电磁搅拌技术是铝合金熔炼工艺中所采用的一项先进技术,其特点是在熔炼炉生产中利用电磁搅拌器所产生的交变磁场对铝液进行无接触搅拌,使熔体内温度与成分趋于均匀,从而达到提高产品质量、节省能耗的目的。系统地研究电磁搅拌过程中的铝液内物理场的分布规律,有助于全面了解搅拌效果,并对生产工艺参数进行优化,因而具有较强的应用价值。本文以企业委托课题“生产铝合金扁锭用50t铝熔炼炉仿真与优化研究”为依托,针对50t铝熔炼炉以及炉底电磁搅拌器,采用ANSYS软件建立三维有限元模型,依照电磁场理论、流动传热理论以及顺序耦合方法,对铝液内的磁场、流场以及温度场进行了数值模拟并优化了工艺参数。研究结果表明：电磁搅拌器在周围空间产生交变磁场,其变化周期等于加载的交流电流周期。该磁场为行波磁场,基准工况下以1.44m／s的速度沿炉膛长轴方向向进铝面匀速移动；电磁力场也呈现相似规律,其移动速度为前者的两倍；在水平面内,磁感应强度与电磁力均由左指向右,由边缘向中部逐渐增大,电磁力合力指向进铝面且偏向出铝面；在垂直截面内,磁感应强度与电磁力皆由铝液底面指向上表面,沿炉膛高度方向衰减,且电磁力衰减速度更快,其沿炉膛高度方向穿透深度约为0.4m；铝液底层的电磁搅拌器垂直投影区,磁感应强度与电磁力均较大,为搅拌作用的核心区域。电磁搅拌器工作50秒后,整个熔体的流动趋向稳定,中心区域的流体受到指向进铝面且偏向出铝面的电磁力,在出铝面靠近燃烧器侧与炉门面靠近进铝面附近形成两个逆时针的漩涡,这与现场观测结果相吻合；搅拌一分钟后,铝液中最大流速为0.470m／s,炉内大部分区域铝液流速在0.1～0.3m／s之间,靠近燃烧器侧的出铝面和炉门面附近区域流速较大,漩涡中心以及进铝面附近流动很弱；此时,熔体区温度分布趋于均匀,温差由搅拌开始时的56.8K缩小为7.0K,电磁搅拌作用十分明显。合理的电流频率和电流强度有利于强化电磁搅拌效果并使搅拌器高效工作。对于装料50t的铝熔炼炉,优化研究结果表明：选择频率范围为1.2-1.8Hz,电流强度在700-750A之间是合适的；在实际生产中,应先调整搅拌器电流频率,再考虑改变电流强度；为了提高工作效率,可以适当缩短搅拌时间和适当增加装料量。