中间包通道外展角度对感应加热磁场的影响

刘博文; 赵巍

doi:10.20057/j.1003-8620.N260012

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中间包通道外展角度对感应加热磁场的影响

冶炼与凝固 | 更新时间：2026-07-14

- 中间包通道外展角度对感应加热磁场的影响
- Tundish Channel Abduction Angle on Induction Heating Effect of Magnetic Field
- 特殊钢 2026年47卷第4期页码：60-66
- 作者机构：
  
  辽宁科技大学材料与冶金学院，鞍山 114051
- 作者简介：
  
  刘博文（2000—），女，硕士； E-mail：1832135660@qq.com
  赵巍（1968—），女，博士，教授； E-mail：hxliu0490@sina.com
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260012
  中图分类号： TF777
- 收稿：2026-01-23，
  
  修回：2026-02-12，
  
  录用：2026-02-14，
  
  纸质出版：2026-07-30
- 稿件说明：
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刘博文,赵巍.中间包通道外展角度对感应加热磁场的影响[J].特殊钢,2026,47(04):60-66.

Liu Bowen,Zhao Wei.Tundish Channel Abduction Angle on Induction Heating Effect of Magnetic Field[J].Special Steel,2026,47(04):60-66.
刘博文,赵巍.中间包通道外展角度对感应加热磁场的影响[J].特殊钢,2026,47(04):60-66. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N260012.

Liu Bowen,Zhao Wei.Tundish Channel Abduction Angle on Induction Heating Effect of Magnetic Field[J].Special Steel,2026,47(04):60-66. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N260012.

摘要

为优化中间包感应加热系统，研究通道外展角度对电磁场分布的影响规律。以某钢厂二流大水口间距（5 550 mm）中间包为对象，建立三维电磁场数学模型，模拟了通道外展角度在2°~10°变化时，磁感应强度、感应电流密度及焦耳热的分布特性。计算结果表明，在相同加热功率下，随着外展角度增大，通道几何位置相对于线圈发生偏移，导致磁感应强度、电流密度与焦耳热均呈下降趋势，且此衰减在通道出口区域最为显著，表明磁场能量损失主要集中于通道后半段。磁场在通道中心截面上呈稳定的偏心分布，靠近线圈侧区域的电磁参数更高。综合分析确定，2°外展角为最佳设计参数，此角度下近线圈侧磁感应强度可达到0.188 T，整体感应电流密度均高于1.70×10⁶ A/m²。因此，在实际工程设计中，推荐优先采用2°或邻近的小外展角度，以最大化电磁耦合效率，提升加热性能。

Abstract

In order to optimize the tundish induction heating system， the influence of channel abduction angle on the distribution of electromagnetic field was studied. A three-dimensional electromagnetic field mathematical model was established to simulate the distribution characteristics of magnetic induction intensity， induced current density and Joule heat when the channel abduction angle changes in the range of 2° to 10°， taking a two-strand tundish with large nozzle spacing （5 550 mm） in a steel plant as the object. The calculation results show that under the same heating power， as the abduction angle increases， the geometric position of the channel shifts relative to the coil， resulting in a downward trend in magnetic induction intensity， current density and Joule heat， and this attenuation is most significant in the channel outlet area， indicating that the magnetic field energy loss is mainly concentrated in the second half of the channel. The magnetic field shows a stable eccentric distribution on the central section of the channel， and the electromagnetic parameters near the coil side are higher. Through comprehensive analysis， it is determined that the 2° abduction angle is the best design parameter. At this angle， the magnetic induction intensity at the near coil side can reach 0.188 T， and the overall induced current density is higher than 1.70×10⁶ A/m². Therefore， in practical engineering design， it is recommended to use 2° or adjacent small outreach angles to maximize electromagnetic coupling efficiency and improve heating performance.

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