通道式感应加热中间包能够对钢液进行热补偿,以弥补与外界进行热交换而损失的热量,同时由感应生成的电磁力能促进钢液中夹杂物的去除起到净化钢液的目的,因此受到越来越多的研究者的关注。虽然已有研究指出了通道的几何参数不同会对中间包的加热效率和夹杂物去除效果产生较大影响的观点,但是就这些方面的研究却仍然不够具体全面,所以有必要针对加热通道的安装位置和几何参数进行系统深入的研究。本文针对双通道式电磁感应加热中间包的流场和温度场进行了数值模拟研究,根据多物理场耦合的方法利用多款软件进行了求解工作,使用SolidWorks软件完成3D建模,由ANSYS的ICEM-CFD模块进行网格划分,利用Maxwell软件完成对中间包的电磁场求解,将求解所得的焦耳热以及电磁力的结果分别使用直接耦合和编写UDF文件的方式与Fluent进行耦合进行流场和温度场以及RTD曲线的求解。研究内容包括:不同物理场、不同加热通道位置、不同加热通道长度以及不同加热通道横截面形状和半径等条件对中间包内钢液的流场和温度场的影响。根据水力学模型实验结果验证了数值模拟结果的准确性。物理实验和数学计算所得的中间包内钢液流动的趋势相同。两者RTD曲线模拟结果之间的相对误差的平均值为9.5%。表明数学模拟所选的模拟参数及所做假设准确可靠。对加热通道距中间包底部距离分别取325 mm、275 mm、225 mm、175 mm和125 mm的情况进行的数值模拟,结果表明加热通道距中间包底部距离为325mm时为最佳方案,采用该方案,中间包内钢液的平均停留时间为434.0 s,夹杂物去除率为47.1%,活塞流与死区所占体积比为7.9,均为所设计的方案中的最大值,因此325 mm的距离方案较佳。加热通道长度分别为1483 mm、1383 mm、1283 mm、1183 mm和1083 mm时的研究结果表明,采用通道长度为1483 mm的方案,中间包内钢液有着最长的平均停留时间,434.0 s,有着最大的最短响应时间和活塞流体积,同时死区体积最小,该方案还有最大的夹杂物去除率,所以长度方案1483 mm较好。对比通道横截面形状分别为正方形、正六边形、正八边形和圆形的研究结果,发现横截面形状为圆形时,中间包内钢液有最大的平均停留时间,434.0 s,最短响应时间16.0 s和最大活塞流与死区体积比7.9,同时该方案有着最高的夹杂物去除率47.1%,而在这几种横截面形状下的感应加热效率又相近,因此综合考虑应该选择圆形的通道横截面设计。通道横截面半径分别取45 mm、60 mm、75 mm、90 mm和105 mm时的研究结果表明,半径为105 mm时,中间包内钢液的平均停留时间、活塞流与死区的体积比以及夹杂物去除率均比其他方案优异,分别为448.0 s、11.7和57.1%,所以半径选择105 mm时是合理的。本研究为通道式感应加热中间包的设计提供了理论依据,同时为感应加热中间包的工业应用提供了理论基础。