連鑄過程中，為方便、快捷甚至達到在線獲得鑄坯內(nèi)凝固進程及其熱狀態(tài)信息，以對工藝參數(shù)進行實時優(yōu)化和調(diào)整，前人多通過建立基于二維切片法的非穩(wěn)態(tài)凝固傳熱數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)。對于該模型的精確性和可靠性!在考慮鑄態(tài)鋼的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容等熱物理參數(shù)非線性特性的同時，冶金研究者還提出了等效比熱容和液相有效導(dǎo)熱系數(shù)，以描述凝固過程中潛熱的釋放以及鑄坯內(nèi)液相對流對凝固傳熱的影響。
科研工作者在已驗證的電磁-熱-溶質(zhì)傳輸耦合模型的基礎(chǔ)上，以某鋼廠同時裝配有M-EMS和F-EMS的方、圓坯先進鑄機為研究對象，對二維切片凝固傳熱模型中液相有效導(dǎo)熱系數(shù)的放大倍數(shù)m值進行了定量化研究。
結(jié)果表明，溶質(zhì)再分配作用下，方、圓坯凝固終點處的鋼液液相線溫度較浸入式水口入口處的分別約下降了23.27和5.54℃；與二維切片模型相比，采用耦合模型計算時，鑄坯凝固終點位置分別后移了1.8和0.9m；為保證同時準確獲取鑄坯表面溫度分布狀態(tài)及其內(nèi)部凝固終點位置，在本方、圓坯工況下，二維切片模型中純液相和糊狀區(qū)內(nèi)液相有效導(dǎo)熱系數(shù)放大倍數(shù)的推薦值范圍分別為2.2~2.4和1.1~1.2。