目前，连铸电磁搅拌电磁场的数值模拟主要采用时均值方法进行研究，这种方法只能获得磁感应强度、感应电流和电磁力等的时均值，无法给出矢量场的瞬态结果。针对这一现象，本文提出建立电磁搅拌瞬态分析方法并开发数值模拟软件。在此基础上，研究了大方坯结晶器、扇形段和结晶器/足辊段电磁搅拌磁感应强度、感应电流和电磁力的瞬态场，发现了它们的一些新规律，指导了电磁搅拌器的设计、电磁搅拌工艺制定；开发了温度场模拟软件，并应用于扇形段电磁搅拌器的安装位置确定方面；成功进行了现场工业试验。主要研究进展如下： 1)应用电磁场理论、有限元法建立了电磁搅拌瞬态分析方法，开发了研究电磁搅拌瞬态场的计算机软件，与试验结果相比较，计算结果准确可靠。该方法克服了采用时均值方法不能给出矢量场瞬态结果的不足，从而提供了一种可靠的计算机模拟电磁搅拌过程的研究方法和技术手段。 2)应用瞬态分析方法和计算机分析软件研究了结晶器/足辊段电磁搅拌。发现这种搅拌器的一些新的特点。磁感应强度在纵向上存在很大的梯度，不存在磁感应强度均匀分布区。磁感应强度在搅拌区上半部分的衰减是下半部分的两倍。而感应电流和电磁力，在搅拌区的上半部分，主要是纵向电流分量，与感应电流相对应，电磁力在水平截面上类似于一个力偶的分布，产生旋转搅拌作用；下半部则既有纵向电流又有水平电流分量，其电磁力也是既有水平截面上的类力偶分布，又有垂直方向的分量，是一种旋转搅拌与纵向线性搅拌的组合。所以，结晶器/足辊段电磁搅拌器是一种既有旋转搅拌功能又有电磁制动功能的电磁装置。 3)分析了安装在结晶器下部电磁搅拌器的搅拌过程。即使在低频情况下，结晶器铜板也会影响磁感应强度的大小和方向。通过观察瞬态感应电流和电磁力的分布状态发现，搅拌区内总的趋势是以垂直方向感应电流分量为主，与此相对应在水平截面上的电磁力分布类似力偶，是引起水平旋转搅拌的重要力学条件；在结晶器的下端处，水平方向感应电流分量较大，电磁力则不仅包括水平分量，也存在较大逆拉坯方向的纵向分量。所以，把搅拌器安装在结晶器的下部，不仅能发挥其搅拌效果，避免引起液面波动，还有一定的电磁制动作用。 4)采用瞬态分析方法全面研究了扇形段电磁搅拌过程，为设计和制造扇形段电磁搅拌器及搅拌工艺提供了计算数据和理论指导。(1)所研究的扇形段电磁搅拌器，在搅拌区内的磁感应强度可达到0.097T，磁感应强度在有效作用区内均匀分布，符合设计方案，能够满足生产需要。(2)研究发现，搅拌区有、无铸坯时对中心磁感应强度的计算值影响很大。有铸坯时的磁感应强度是无铸坯时的三分之二。因此，在实际操作中采用空磁场的实测值计算铸坯的作用力时，应考虑铸坯对磁感应强度的影响。在上述研究结果的基础上，设计制造了扇形段电磁搅拌器，经出厂检验和现场测试，主要指标均达到设计要求。经8个浇次72炉的工业试验，电磁搅拌器运行正常，达到了工业生产的要求。 5)采用瞬态分析有限元法，研究了三种电磁搅拌(结晶器、扇形段和结晶器促辊段)磁感应强度随时间的变化规律。发现这种六个磁极的电磁搅拌器，有磁短路现象，是电磁搅拌效率较低的重要原因。在搅拌区，瞬态磁感应强度变化和分布均匀，搅拌力也均匀变化。因此，即使搅拌区在结晶器内，这种搅拌也不会引起液面的波动。 6)在开发非稳态传热有限元分析软件的基础上，研究了大方坯连铸过程中温度场的变化。掌握了拉速、过热度、电磁搅拌等参数对连铸坯坯壳生长、液芯长度等的影响规律，合理确定了扇形段电磁搅拌的安装位置，实现了电磁搅拌工艺与连铸工艺的协调配合。确定工业试验扇形段电磁搅拌器的安装位置为：距液面11.39m(在稳定工艺下，对于280mm×380mm坯型，凝固率为72％)。现场的试验及铸坯的检验表明，计算数据和定位准确，安装位置和工艺匹配合理，取得了良好的试验效果。 7)现场试验效果：首次进行了大方坯扇形段电磁搅拌+结晶器/足辊段电磁搅拌的工业试验。对U71Mn和82B铸坯的检验结果表明，有扇形段搅拌试验流与无扇形段搅拌流相比在中心偏析、皮下裂纹、角部裂纹、夹杂物、中心疏松、中心缩孔等都有一定降低。铸坯中心碳峰值和碳偏析指数明显降低，锰、硫、磷成分偏析也有类似的改善。82B连铸坯在轨梁厂轧制成152mm×152mm方坯后，沿纵向碳成分均匀性明显好于未经扇形段电磁搅拌试样。 8)经过全面的理论和试验研究，给出了280mm×380mm矩形坯扇形段电磁搅拌工艺为：电流400A，频率：8Hz，搅拌模式：单向搅拌。实践证明，该工艺可以极大地改善铸坯的低倍、硫印和成分分布，生产出优质铸坯。