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静磁场和直流电流同时作用下熔融金属封流的研究 静磁场和直流电流同时作用下 熔融金属封流的研究∗ 潘胜波 1 周月明 1 佐佐健介 2 浅井滋生 2 （1. 宝钢研究院，上海，201900 ； 2. 名古屋大学大学院工学研究科） 摘 要 本论文对磁场和直流电流同时作用下的熔融金属封流研究进行了探讨 ，介绍了封流原理，并通过模拟实验 验证后得出了有益的结论，对于无沉没辊热镀锌技术的研究具有重要意义。 关键词 熔融金属 电磁封流 热镀锌 Research on Confinement of Molten Metal by Simultaneously Imposing Static Magnetic Field and D.C. Current Pan Shengbo1 Zhou Yueming1 Kensuke SASSA2 Shigeo ASAI2 （1. BaoShan IronSteel Co, .Ltd. Research Institute (RD Center)., Shanghai, 201900; 2. Department of Processing Engineering Nagoya University, Japan) Abstract Research on confinement of liquid metal by simultaneously imposing static magnetic field and D.C. current is discussed in this paper, and its principle is introduced. Based on experiment results, some helpful conclusions are made, which is important for research on hot dip galvanizing process without sink roll. Key words liquid metal ，electromagnetic confinement，hot dip galvanizing 1 引言 在带钢热浸镀工艺中，由于沉没辊的存在，直接和间接影响了镀锌板的表面质量，而且增加了维护量， 降低了作业率，给生产和操作带来了诸多不便。为了取消沉没辊机构，提高产品质量和生产率，提出了带钢 从锌池底部穿入，镀锌后穿出的方法。由于在锌池底部开槽，如何利用电磁力使这里的熔融金属稳定地悬浮 是技术的关键。为了使该技术真正应用于热镀锌工艺，国内外研究人员作了种种努力。如1988 年新日铁提 出利用行波磁场的电磁泵封流技术；2002 年德国 SMS DEMAG 公司也开发了一种连续立式热镀锌生产线 （Continuous Vertical Galvanizing Line ，简称为CVGL ）。从磁场发生装置上看，有直流磁场封流技术和高频 交流磁场封流技术[2] 。同时施加磁场和直流电流是其中的一种主要的封流思路，但由于大电流导致的流体力 学不稳定性[3]，该技术至今未见于实际应用。本文对液体金属封流模型进行数学解析，并通过大量模拟实验 考证，对该问题的解决进行了探讨。 2 原理 根据左手法则，当对直流磁场中的导体通以一个垂直相交方向的直流电流时，会受到一个电磁力（洛仑 兹力）的作用。如图 1 所示，x 方向为流路方向，和水平面的倾斜角度为θ。在流路的高度方向即z 方向施 加直流磁场，同时在流路的宽度方向即y 方向施加一个直流电流，根据磁场和电流方向的不同，产生一个x 方向或反方向的洛仑兹力。考察流体受到的力[1]，其力平衡式为： 潘胜波，硕士，工程师，pansb@ 2007 中国钢铁年会论文集 d ρ gldsinθ =