电渣炉结构优化研究：有限元电磁场分析

"基于有限元电磁场分析的电渣炉结构优化 (2009年)"，该研究由刘福斌等人发表，通过数值模拟探讨了电渣炉在重熔过程中的电磁场分布及其对结构优化的影响。研究使用有限元软件进行分析，揭示了大电流导体产生的磁场空间分布规律。 在电渣炉的重熔过程中，电流通过导线返回会产生磁场，这种磁场的强度在电极表面具有显著差异。研究发现，当采用单导线返回电流时，电极表面磁感应强度的最大差异可达35.22%；而使用双导线返回电流，这一差异下降到13.26%；进一步增加至四导线返回时，最大差异降至5.8%。这些差异导致电极表面涡流密度的不均匀，进而影响电极的熔化速率，可能对重熔工艺造成不利影响。 考虑到磁场对重熔工艺的作用，研究建议采用结构对称的炉型，以减小磁场对工艺的负面影响，如减少熔池内的搅拌力不均匀等问题。同时，为了降低电抗造成的电能损失，消除散磁现象，并减弱电流搅拌作用，防止点状偏析的产生，同轴设计（如同轴导电立柱和同轴电缆）被认为是电渣炉未来结构优化的重要方向。 这篇论文的发表得到了国家自然科学基金和上海宝钢集团公司的联合资助，作者包括刘福斌、臧喜民、姜周华和耿鑫。其中，刘福斌是东北大学的博士研究生，姜周华是东北大学的教授及博士生导师。研究工作发表于2009年2月的《东北大学学报(自然科学版)》第30卷第2期，论文被赋予了TF063的中图分类号和A类文献标识码。 这项研究揭示了电渣炉重熔工艺中的电磁场特性，并提出结构优化策略，对于提高电渣炉的效率和产品质量具有重要的理论和实践意义。通过有限元分析，研究人员能够更好地理解磁场分布并优化设计，以适应不断发展的金属冶炼技术需求。