电磁软接触连铸工业实验用结晶器结构

本文比较和分析了现有超音频电磁软接触连铸结晶器的不同结构及其工业应用存在的问题,同时介绍了宝钢切缝式电磁连铸结晶器的研究工作.     

软接触电磁连铸方坯结晶器的传热分析

概述了钢的软接触电磁连铸技术的发展现状及存在的问题.根据实际生产中软接触电磁连铸的结晶器的设计参数,通过建立凝固传热过程的数学模型,分析了钢液在切缝式软接触结晶器内的凝固过程.计算了结晶器水孔内水的流速、坯壳厚度、坯壳外壁的温度.计算了钢液在结晶器内单位时间放出的总热量和平均热流,并对结晶器各壁温度进行了校验,使软接触电磁连铸结晶器满足实际生产要求.     

两种结晶器的透磁效果和冷却效果比较

利用数值模拟考察了软接触电磁连铸用两段式结晶器与切缝式结晶器的透磁效果和冷却效果.结果表明,两段式结晶器内部磁感应强度随频率的增加而减小,切缝式结晶器内部磁感应强度随频率的增加而增大,因此,对于不同结晶器应选择不同的频率.两段式结晶器上半段越长,其透磁效果越好,但冷却效果降低.切缝式结晶器的透磁效果随切缝数、切缝宽度和切缝长度的增大而增大.两段式结晶器与切缝式结晶器的透磁效果相当,但两段式结晶器内部磁场和电磁压力的分布更均匀.两段式结晶器与切缝式结晶器冷却效果相近,但结晶器出口处的坯壳厚度相差约0.32 mm.     

软接触电磁连铸的数值模拟和实验分析

结合软接触电磁连铸的准三维场数值模拟和金属Ｓｎ的连铸实验,分析了软接触电磁连铸中结晶器分辨结构和感应圈位置、尺寸、电流对铸坯表面磁通密度。产力和电磁压力的影响。结果表明：软接触结晶器中的磁通密度随切缘数的增加而上升,但增幅渐小;铸坯表面在切缝处因微通密度增大而产生纵向凹痕;结晶器的切缝数以１２－２０,切缝宽度以０．５－１．０ｍｍ为宜;感应圈的高度应覆盖铸坯的初凝固区段,感应圈的位置应使其顶端与铸坯     

切缝式软接触电磁连铸结晶器的冷却效果分析

模拟了切缝式软接触电磁连铸结晶器的冷却效果及内部钢液的凝固。结果表明：感应热在铸坯纵向上主要集中在切缝对应的位置。在径向上主要集中在约5mm厚的铸坯表层；施加感应热后，结晶器出口的凝固坯壳厚度减小约0．5mm，说明感应加热对铸坯冷却效果影响不大；高频磁场产生的感应热使结晶器热面温度提高了6K，结晶器冷面温度提高了3K，不会对结晶器的耐热强度造成较大的影响。     

方坯软接触电磁连铸结晶器内三维电磁场的数值模拟

通过有限元法三维数值模拟，对方坯连铸软接触结晶器系统中的电磁参数进行了计算，得到磁感应强度，电磁体积力，感应涡流在分瓣结晶器系统中的分布规律，在切缝区域连铸坯表面磁感应强度较其他区域稍强，20000Hz时约为10%，由于电磁场透过切缝作用于连铸坯上，连铸坯表面受力的电磁体积力在横向较为均匀，当钢液面位于感应线圈中部时，沿拉坯方向钢液面以下附近电磁场的作用最强，然后逐渐降低。     

Incoloy800H高温耐腐蚀合金电磁软接触连铸技术的实验研究

通过分析Incoloy800H合金与碳钢等材质的电导率差异性,以及Incoloy800H合金电磁软接触连铸试验结果,证实了镍铬铁基高温耐腐蚀合金电磁软接触连铸的可行性。采用电磁感应法对切缝式结晶器内的磁场分布进行了测量,得出不同电源功率和磁场频率对磁场大小和分布的影响效果,从而选取出适当的电磁参数进行了Incoloy800H电磁软接触连铸对比试验。试验结果表明,当电源功率为66 kW,频率为20 kHz时,铸坯表面质量明显提高,表面振痕明显减轻,凹陷和表面裂纹等缺陷消失。当电源功率增加至100 kW时,铸坯表面质量下降,出现了波浪状振痕和切缝棱边。     

两段式软接触电磁连铸结晶器内弯月面形状的预测

通过理论分析,得到软接触电磁连铸结晶器内部金属液弯月面形状的计算公式,并根据试验结果进行了修正,修正后的公式可较准确地计算两段式无缝结晶器内部金属液的弯月面形状.178 mm两段式结晶器内钢液的弯月面形状计算结果表明,弯月面高度随电源功率和上半段电阻率的增加而增大,随电源频率和结晶器壁厚的增加而减小.通过选择合理的电磁参数和结构参数,利用两段式结晶器有实现软接触电磁连铸的可能性.     

外水套对电磁软接触结晶器内部磁场影响的模拟研究

通过有限元法三维数值模拟,研究了电磁软接触结晶器口部外水套对圆坯电磁软接触结晶器内部磁场的影响规律.结果表明,对于上通体切缝结晶器而言,结晶器口部外水套对其内部磁场分布的影响明显;随着切缝初始位置的下移,外水套对结晶器内部磁场的影响越来越小.当切缝的初始位置保持不变时,外水套的影响作用随着感应线圈内电流的增大而增大.     

磁场均匀性对电磁软接触连铸坯表面质量的影响

针对圆坯电磁软接触连铸过程,建立了描述结晶器内三维电磁场分布的数学模型,研究了结晶器内磁场强度及其导出量的分布规律,并对高频磁场对铸坯表面质量的作用机理进行了初步分析。结果表明,由于结晶器上切缝的分布特点和金属集肤效应的影响,作用在软接触结晶器内部的磁感应强度沿径向、轴向和周向分布都不均匀。电磁力方向由钢液外表面指向液芯,线圈中心处电磁力最大,然后向两端迅速减小。焦耳热沿结晶器高度方向分布不均匀,在钢液自由表面附近,焦耳热最大并沿拉坯方向迅速减小。由于切缝周期对称的特点,电磁力、焦耳热在周向上也存在周期性对称的特点。     

电磁技术在材料加工过程中的应用与发展

电磁技术在材料加工过程中的应用主要体现在利用电磁场的热效应和力学效应等方面。本文讲述了电磁分离、电磁驱动、电磁制动、电磁细化、电磁铸造、电磁感应加热以及电磁悬浮和电磁约束成型等技术在材料加工过程中的应用与发展。     

金属电磁铸造无量纲判据数学模型及实验研究

提出了电磁无模成形无量纲数的概念，并从电磁无模成形的基本原理出发推导建立了该无量纲数的数学模型，为判断不同金属实现电磁铸造无模电磁成形的难易程度以及估算金属实现无模电磁成形所必需的电磁参数提供了有用的数学工具。     

半固态浆料制备用电磁搅拌器中电磁场的研究

利用数字式特斯拉计详细测量了电磁搅拌器空载条件下切向磁感应强度分布，结果表明：磁感强度在搅拌器的高度方向中间处最大；随着半径的增大而增大，越是靠近线圈和齿槽磁感强度越大；磁感强度随着励磁电流增大而增大，随着频率增大而减小；在电磁搅拌线圈内壁处，磁感强度呈明显的周期性变化。     

热镀锌线锌锅电磁除渣技术研究进展

在热镀锌线生产过程中,锌渣随锌液流动或辊子转动粘附到带钢表面,形成锌渣缺陷,严重影响镀锌产品的表面质量.锌渣粘附于锌坩埚设备,将影响设备的稳定运行.有效控制或去除锌坩埚表面形成的锌渣是热镀锌生产中亟待解决的问题.在生产过程中,需要对锌坩埚不同操作部位产生的锌渣及时清除,操作空间和镀锌工艺增大了除渣的难度.热镀锌生产的顺...     

电磁成形技术在粉末成形中的应用

介绍了电磁成形技术、粉末挤压成形方法以及电磁成形技术在粉末成形中的应用.用电磁成形技术压制粉末材料是获得高密度、高性能粉末冶金制品的一种有效方法,是低成本制造高密度陶瓷零件的新途径.     

Mathematical modeling of electromagnetic dimensionless number for electromagnetic casting of metals and its application

in order to estimate the feasibility of electromagnetic casting (EMC) for different metals, a mathematical model named the electromagnetic dimensionless number (EMDN) was presented, and its validity was proved by the experiments of aluminum and Sn-3~Pb alloy. From the experiment and the analysis of EMDN it can be concluded that the EMC of steel can be attained only when the magnetic flux density is larger than 0. 09 T, while that required for aluminum is only 0. 04 T. The mathematical expression of the electromagnetic dimensionless number was given out.     

高频磁场电磁净化模拟

为了更准确地分析高频交变电磁场对金属熔体中的非金属夹杂物的去除效果,分别利用硅含量为18%、12.6%和10%3种铝硅合金所生成的尺寸为100、50和10μm的硅块来模拟非金属夹杂物以进行电磁净化实验研究.实验证明:生成的硅块可以更好地模拟金属液中单个的非金属夹杂物;施加电磁场后发现,电磁挤压力对单个尺寸在100和50 μm的非金属夹杂物的去除效果明显,同时也可以去除10 μm左右的非金属夹杂物.     

不同电磁搅拌器内电磁力的有限元数值计算

从电磁场的基本理论出发,利用有限元软件ANSYS对三类电磁搅拌器进行了数值模拟,结合相关电磁场理论对金属熔体的受力进行了分析讨论。结果表明：三种电磁搅拌器在熔体区域内的磁感应强度都随着电流频率的增大而减小,不同搅拌器的电磁力随频率的变化情况有所不同。在频率一定的情况下,通过增大电压可增加熔体区域内的电磁力。     

电磁成形技术的研究与应用

电磁成形技术作为高能、高效率技术有着传统成形方法不能比拟的优越性,在工业生产中应用十分广泛。主要介绍了电磁成形在管材成形、平板件成形、冲裁、铆接、焊接、电磁粉末压制等方面的应用。     

电磁场在材料加工中应用现状及发展趋势

电磁场作为一种可控的物理场,因其具有独特的性能而使其在材料科学研究和加工中的应用非常广泛.本文综述了电磁场在材料科学研究和加工中的应用现状及其发展趋势.最后指出电磁场传统应用技术的完善和优化、新的应用技术研究开发、复合场的应用研究将成为电磁场在材料科学研究和加工中发展方向.