中文摘要：

交变磁场作用下，连铸结晶器内金属液面会产生不同的波动行为，波动行为的合理控制是连铸过程中的关键问题。本项目提出复合施加静磁场来控制金属液面波动，提高自由液面稳定性的设想。采用实验和模拟相结合的方法，研究了交变磁场、静磁场（0-1.44T）与交变磁场复合作用下金属液流动和液面波动行为；探索了线圈电流、磁场频率和特征尺寸等参数对自由液面行为和变形的影响规律；开发了复合磁场作用下描述金属液流动和液面行为的模拟软件；获得了合理的液面行为控制参数。结果表明高频磁场下液面存在晃动不稳定性，静磁场能抑制液面的不稳定晃动。复合施加静磁场可以有效抑制高频磁场下液面的波动，熔池自由表面存在被拉伸现象，在自由液面上产生层状波。合理的静磁场磁感应强度范围为0.8T-1.0T。静磁场对低频磁场的波动没有抑制作用。液面波动特征与电磁力驱动的湍流流动密切相关。方坯结晶器内液面将更加稳定，有利于采用电磁连铸技术。静磁场对方形熔池内液面波动的抑制作用效果没有在圆形熔池内显著，有时反而会加剧波动。本项目研究对形成和完善强磁场控制液面波动和变形的基本理论、进一步开发新的冶金新技术和实现高效连铸具有迫切的现实意义。