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连铸工艺在冶金技术领域占有重要地位,对钢铁的生产具有重大影响,而连铸钢坯内部是否有缺陷也是判定钢坯质量好坏的重要条件之一,铸坯的缺陷检测由于其环境恶劣,是急待解决的检测难题。本文采用电磁超声横波对连铸钢坯进行检测,主要探查连铸钢坯内部缺陷的位置及数量,并进行横截面缺陷的成像,给工艺研究人员改进冷却工艺制度提供参考数据,进而提高钢坯的质量,节省能源的消耗。本文检测对象为连铸尾端高温钢坯,温度约为800℃左右。仿真实验中,设定30mm*200mm的Q235小钢坯试样为被测对象。使用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立由圆柱形永磁体两侧并行排列螺旋线圈组成的电磁超声换能器的有限元仿真模型,给出了一种不同于一般结构的电磁超声换能器。仿真结果表明圆柱型永磁铁直径越小,其外边缘磁场强度越均匀,根据此现象优化了圆柱型永磁铁的尺寸参数。给出了圆柱型永磁铁两侧螺旋线圈的尺寸、激励信号频率。该传感器在被测体表面产生的涡流强度达到了相同激励信号下扁平线圈产生的涡流强度。仿真揭示了由永磁铁提供偏置磁场,螺旋线圈加载高频电流激励情况下,在被测体内激发超声波的过程,该结构的电磁超声换能器能够在高温连铸钢坯表面成功激发并接收电磁超声横波。计算了超声波在被测钢坯内不同时间、不同位置的传播情况以及高温情况下连铸钢坯内的杨氏模量变化对超声波传播速度的影响。研究了电磁超声横波在高温连铸钢坯中探伤的可行性。在钢坯中设置裂纹类和气泡类两类缺陷,分别计算了裂纹缺陷为宽5mm*高1mm、宽10mm*高1mm,气泡缺陷为半径2mm、半径5mm在被测钢坯中不同位置时电磁超声波传播情况并生成图像,完成了电磁超声层析成像正问题的求解。利用MATLA软件及COMSOL中电磁超声层析成像正问题生成的数据进行图像反演计算,使用二值逻辑反投影算法生成被测钢坯横截面的图像。研究结果表明:新结构的电磁超声换能器可以在表面温度为800℃的高温钢坯表面激发并接收电磁超声横波,仿真的电磁超声层析成像系统能够探测到30mm*200mm钢坯横截面中宽度或者厚度大于1mm的裂纹缺陷的位置、数量和大小,生成连铸钢坯内部横截面图。