保护渣渣膜传热和润滑性能是影响铸坯表面质量的重要因素,大量实践表明保护渣在结晶器内的传热和润滑特性与渣膜结构有关,结晶特性是其重要影响因素。电磁冶金已成熟应用于连铸生产工艺,其对于提高铸坯质量及扩大连铸品种都有着重要的作用。对于高温条件下保护渣呈现离子状态、具有一定的导电性,在磁场作用下,可能会受到磁场的力效应、磁能效应、热效应的影响,使保护渣的微观结构产生变化,进而影响保护渣的结晶特性和传热性能。目前,研究者对保护渣结晶特性及传热性能已做了大量的研究,然而都没有考虑磁场对渣膜结构和性能的影响。本文针对磁场对保护渣结晶特性及传热性能的影响,实验研究了不同磁感应强度对保护渣渣膜的结晶特性(结晶矿相、结晶率、晶体尺寸)的影响,结合数值模拟分析,分析了磁场作用下保护渣渣膜温度场的变化,研究了磁场对保护渣结晶和传热的影响。通过研究,得到如下结论:(1)实验条件下,磁场未改变保护渣析晶矿相的种类,析出物相主要为镁黄长石、钙铝黄长石、枪晶石、辉石;随着磁感应强度的增大,保护渣结晶率增加,晶粒尺寸变大。磁感应强度从0 mT增加到60 mT时,保护渣膜的结晶率的相对增加量约31%-59%,晶粒尺寸增加约12-17μm。(2)数值模拟分析得出,随着磁感应强度的增加,渣膜外侧温度降低,渣膜内温度梯度增大,其影响程度会随着结晶器长度的增加而增强。结晶器长度为750mm时,磁感应强度由0 mT增加到60 mT,渣膜最低温度由730 K降低到578 K,相差152K,温度梯度由332 K/mm增加到384 K/mm,相差52 K/mm。(3)由于磁场对物质的磁化作用,降低了形核所需吉布斯自由能,晶热力学条件得以改善;当磁场感应强度为60mT时,镁黄长石、钙铝黄长石、枪晶石,辉石形核时体系自由能分别降低了2047 J/Kg、962 J/Kg、789 J/Kg、499 J/Kg。磁场还会促进熔渣离子定向迁移,动力学上有利于晶体长大;当磁场感应强度为60mT时,镁黄长石、钙铝黄长石、枪晶石、辉石所受到的磁场力分别为246 N/Kg、116 N/Kg、95 N/Kg、60 N/Kg。