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近年来高纯铝用途越来越广泛,如电子工业及航空航天等领域,尤其是作为高纯铝靶材。然而衡量高纯铝靶材优劣的指标除了纯度,还要求高纯铝靶材具有细小的晶粒。本课题旨在通过双线圈施加电磁场和改变铸造参数等,使得半连续铸造过程中能获得晶粒细小均匀的高纯铝,为细晶高纯铝靶材的生产提供技术支持。本文创建了同时适合DC和LFEC过程中多物理场相互作用耦合的高纯铝的数学模型。该模型在商业有限元软件ANSYS和CFD软件FLUENT中得到了实现。利用该模型模拟了西100mm高纯铝铸锭的DC和LFEC过程,且模拟所获得的电磁感应强度和铸造过程的冷却曲线与测量的结果进行了比较,结果发现两者吻合很好。通过数值模拟重点研究了分别施加单双线圈对西100mm铸锭LFEC过程中熔体流动、热量传输和凝固前沿的影响；详细分析电磁场、电磁参数、铸造工艺参数对Φ100mm高纯铝铸锭DC和LFEC过程中对这些物理场的影响规律。计算结果表明,1)在结晶器内外同时施加线圈,在保温帽内部及靠近结晶器壁附近均能产生较强的磁场强度。保温帽外线圈产生的磁场可以促进熔体过热的快速散失,起到预处理的作用；结晶器内的线圈可以起到搅拌凝固前沿铝熔体的作用,进而能更有利于凝固组织的细化；2)双线圈作用下的LFEC过程能够使熔池内的熔体发生强烈地强迫对流,完全改变了熔体的流动方向,熔池内的温度分布均匀且有效地减小液穴深度；增大了凝固前沿熔体的流动速度；3)双线圈作用下的LFEC过程,随着电流强度的增加,熔体的流动速度增大；温度场分布均匀,950K等温线略有上移；液穴深度变浅；熔体在凝固前沿的速度加快；而电流频率的增大,熔体的流动速度逐渐减小；对温度场及凝固前沿熔体的流动速度影响不明显,液穴深度略有变深；4)双线圈作用下的LFEC过程,浇铸温度从973K到1013K,保温帽内高温区明显增大,铝熔体的流动速度略有升高,液穴深度变化不大；铸造速度从1 OOmm/min到140mm/min,结晶器内液相区的范围明显增大,铝熔体的流动速度略有升高,液穴深度明显增大,液穴深度由0.08m到0.12m。