1、近年來高純鋁用途越來越廣泛，如電子工業(yè)及航空航天等領域，尤其是作為高純鋁靶材。然而衡量高純鋁靶材優(yōu)劣的指標除了純度，還要求高純鋁靶材具有細小的晶粒。本課題旨在通過雙線圈施加電磁場和改變鑄造參數(shù)等，使得半連續(xù)鑄造過程中能獲得晶粒細小均勻的高純鋁，為細晶高純鋁靶材的生產提供技術支持。
　　本文創(chuàng)建了同時適合DC和LFEC過程中多物理場相互作用耦合的高純鋁的數(shù)學模型。該模型在商業(yè)有限元軟件ANSYS和CFD軟件FLUENT中得到了實現(xiàn)。

2、利用該模型模擬了Φ100mm高純鋁鑄錠的DC和LFEC過程，且模擬所獲得的電磁感應強度和鑄造過程的冷卻曲線與測量的結果進行了比較，結果發(fā)現(xiàn)兩者吻合很好。
　　通過數(shù)值模擬重點研究了分別施加單雙線圈對Φ100mm鑄錠LFEC過程中熔體流動、熱量傳輸和凝固前沿的影響;詳細分析電磁場、電磁參數(shù)、鑄造工藝參數(shù)對Φ100mm高純鋁鑄錠DC和LFEC過程中對這些物理場的影響規(guī)律。
　　計算結果表明，1）在結晶器內外同時施加線圈，在保溫帽

3、內部及靠近結晶器壁附近均能產生較強的磁場強度。保溫帽外線圈產生的磁場可以促進熔體過熱的快速散失，起到預處理的作用;結晶器內的線圈可以起到攪拌凝固前沿鋁熔體的作用，進而能更有利于凝固組織的細化;2）雙線圈作用下的LFEC過程能夠使熔池內的熔體發(fā)生強烈地強迫對流，完全改變了熔體的流動方向，熔池內的溫度分布均勻且有效地減小液穴深度;增大了凝固前沿熔體的流動速度;3）雙線圈作用下的LFEC過程，隨著電流強度的增加，熔體的流動速度增大;溫度場分布

4、均勻，950K等溫線略有上移;液穴深度變淺;熔體在凝固前沿的速度加快;而電流頻率的增大，熔體的流動速度逐漸減小;對溫度場及凝固前沿熔體的流動速度影響不明顯，液穴深度略有變深;4）雙線圈作用下的LFEC過程，澆鑄溫度從973K到1013K，保溫帽內高溫區(qū)明顯增大，鋁熔體的流動速度略有升高，液穴深度變化不大;鑄造速度從100mm/min到140mm/min，結晶器內液相區(qū)的范圍明顯增大，鋁熔體的流動速度略有升高，液穴深度明顯增大，液穴深度由