高频磁场电磁净化试验研究及净化时间的计算

为了更准确的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,本文采用定点加入的方法进行了电磁净化试验研究.结果表明,在磁场频率为20000Hz的试验条件下,当磁感应强度达到0.1T时,尺寸在5 μm的非金属夹杂物在电磁排斥力的作用下从距离熔体表面3 mm位置处开始运动,30 s后可以运动到达熔体表面;对铝合金中非金属夹杂物电磁净化时间进行了计算.     

电磁过滤钢液中非金属夹杂物的运动速度和去除效率的理论分析

电磁过滤原理是根据非金属夹杂物与熔体导电性的差异,在电磁场作用下非金属夹杂物与熔体的运动规律不同,使非金属夹杂物与熔体分离,经流体力学分析、采用柱塞流及轨线模型研究电磁过滤水平流动钢液中非金属夹杂物的运动速度和去除效率,结果表明,非金属夹杂物的去除效率随着熔体流速（u)和过滤器的高度（2h)的降低而增加;随着电磁力（f)、电磁力作用区长度（x)和非金属夹杂物的粒径（dp)的增加而增加,经分析表明,采用电磁过滤法可有效去除粒径小于10um的非金属夹杂物,该模型可用来设计过滤器的结构和确定电磁过滤工艺参数,为电磁去除钢液中的非金属夹杂物技术的工业应用提供理论基础。     

电熔剂去除金属熔体中夹杂物的机理及效率分析

提出了电熔剂净化金属熔体技术,利用电流通过细束金属流时产生的电磁挤压力去除非金属夹杂物.采用活塞流模型,对夹杂物净化效率进行了理论计算.结果表明,增加电流强度、降低金属液流速、降低流束直径可以提高夹杂物去除效率,而降低流束直径还可以缩短夹杂物迁移距离,因此对提高夹杂物去除效果更为有利.采用含碳化硅铝熔体进行了验证实验,证明施加电流能使非金属夹杂物迁移至铝熔体表面.理论计算和实验证明夹杂物的电磁迁移是电熔剂净化技术中的主要机理.     

板坯连铸结晶器电磁制动和吹氩过程的多相流动现象

利用数值模拟方法研究了高拉速连铸结晶器内电磁制动和吹氩耦合作用下的磁场、钢液流场和夹杂物行为,分析了电磁制动和吹氩量等不同工艺参数对结晶器内的钢液流动和夹杂物去除的影响规律.结果表明:电磁制动可明显减缓钢液流速(尤其是弯月面附近速度),但不利于小粒径夹杂物的上浮,5-50 μm的夹杂物上浮率由无电磁制动且不吹氩时的6.7%降低到3.3%;吹氩可增加整个上回流区钢液的向上运动趋势,粒径50 μm以下的夹杂物颗粒上浮率提高到8.9%;吹氩量增加使自由液面附近产生较强的漩流区,且容易产生二次涡流,直接影响液面波动情况和卷渣的发生;电磁制动和吹氩双重作用则有利于夹杂物上浮,5-50 μm小粒径夹杂物去除率可达12.2%,其被凝固坯壳的捕获率可降低到64.4%.     

无取向硅钢精炼过程夹杂物控制研究

针对RH工艺生产50W800无取向硅钢精炼过程夹杂物较多的问题,采用扫描电镜对钢中夹杂物尺寸、种类及数量进行分析,测定氩站炉渣成分,研究了50W800无取向硅钢中夹杂物控制方法。结果表明：氩站处理能够去除39.11%的夹杂物,RH出站到中间包夹杂物总面积减少了2 406.94 μm2,夹杂物的去除率为57.40%;钢中夹杂物主要为Al2O3夹杂,尺寸介于1～4 μm之间,亦存在少量AlN?Al2O3和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物;氩站炉渣能够较好地吸收钢中夹杂物,但改质效果不明显。     

八机八流中间包内夹杂物运动行为数值模拟

采用数值模拟软件,选择多相流模型,模拟八机八流中间包内钢液,分析了夹杂物在中间包内钢液流动情况下的运动轨迹,探讨了50、100、150和200μm 4种尺寸夹杂物在钢渣界面的分布情况,定量化计算四种尺寸夹杂物在八机八流中间包内的去除率。结果表明,四种尺寸夹杂物进入八机八流中间包的含量均为0.01%,其去除率分别为6.5%、65%、71.25%、88.5%。表明大尺寸夹杂物更有利于去除,3、6号出口的设置有利于小夹杂物的去除,1、8号出口的设置有利于大尺寸夹杂物的去除。     

轴承钢连铸过程中非金属夹杂物群迁移行为的分析

为了研究轴承钢方坯连铸过程中存在的非金属夹杂物聚集问题,建立了凝固过程的流-固耦合模型,采用数值模拟和现场试验相结合的方法,研究了浇注过程中夹杂物族群的迁移行为。结果表明,在断面、结晶器搅拌强度和浸入式水口对比方面,较大断面、较强搅拌和带侧孔的水口对改善铸坯中10 μm以下的夹杂物比较有利,5～10 μm级别夹杂物最易被初生坯壳捕捉。结果显示,5 μm以下的中间包钢液中微观夹杂物数量过大,在浇注过程中会促进夹杂物族群间的碰撞迁移,导致铸坯中20～30 μm级别夹杂物数量增多,但对50 μm以上的大尺寸夹杂物影响甚微;铸坯中该大尺寸级别的夹杂物主要直接来源于中间包。这些研究结果对弄清夹杂物的来源,改善轴承钢疲劳寿命具有重要意义。     

非金属夹杂物对等温淬火高硅铸钢力学性能的影响

钢中非金属夹杂物对材料力学性能的影响十分显著。本文利用图像分析技术 ,系统研究了非金属夹杂物对等温淬火高硅铸钢力学性能的影响。试验结果表明 :高硅铸钢的夹杂物主要为Si、Cr、Fe的氧化物 ;夹杂物平均尺寸、夹杂物面积百分数、夹杂物平均间距等参数均影响材料的力学性能 ;夹杂物平均尺寸大于 15μm、夹杂物面积百分数大于1%、夹杂物平均间距小于 2 5μm时 ,就会极大地影响高硅铸钢的抗拉强度和冲击韧性。     

大方坯六流中间包少流浇注时钢液的流动行为

在连铸过程中,由于钢水不足或设备故障,为适应生产节奏,关闭多流中间包单个或多个水口是常见操作。然而,水口的关闭会导致中间包流场发生变化,并进一步影响到中间包内夹杂物的去除效率。为此,针对某钢厂重轨钢用大方坯六流中间包,应用数值模拟的研究方法对关闭不同单个水口时中间包内的钢液流动行为以及夹杂物去除情况进行了研究,得出了最佳关停水口方案,为中间包水口关停的选择提供了必要依据。研究结果表明,当中间包关掉任意一流浇注时,中间包内的死区体积均会略微上升;关闭第一流对于中间包内夹杂物的去除的影响最小,此时10、30、50、70、90 μm的夹杂物去除率分别由正常浇注时的12.4%、39.1%、74.2%、93.3%、95.6%变为14.7%、36.4%、76.4%、85.3%、93.8%。     

转炉-连铸工序生产低碳铝镇静钢中夹杂物的研究

采用添加示踪剂的方法对转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中的夹杂物进行了研究,结果表明:出钢或CAS精炼过程中炉渣与钢液作用生成的夹杂物,尺寸在30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排出.铸坯中的主要夹杂物为来源于钢包渣与钢液作用生成的球状夹杂物、块状Al 2O 3夹杂物.连铸坯中的全氧含量在(38～53)×10 -6之间,夹杂物的含量在 2.3 mg/kg左右,表明该工艺可以生产较高纯净度的低碳铝镇静钢坯.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

石墨烯基电磁功能材料

二维纳米材料拥有优异的电学、热学和力学性能,在高技术领域展现出巨大的应用潜力。其中,石墨烯具有大的比表面积和高的载流子浓度,是当代科技关注的对象。系统地展示了石墨烯基电磁功能材料的电磁响应机制以及吸波与屏蔽性能。在研究的电磁波频段(2~18 GHz),电磁损耗一般包括电导损耗、多重弛豫、磁共振及磁涡流。详细地介绍了这四种电磁损耗行为的物理形成机制和响应特性,总结了不同石墨烯基电磁功能材料的电磁损耗来源,并提出了设计高性能电磁功能材料的策略。随后,展示了高性能电磁功能材料的应用标准,给出了微波吸收与电磁屏蔽的响应规律,提出了两种改善电磁响应性能的方法。在电磁功能材料性能方面,介绍了石墨烯基电磁功能材料在微波吸收和电磁屏蔽领域最新研究进展。所涉内容涵盖石墨烯单相材料、异质材料及高温介电特性和电磁响应。另外,还系统地分析了石墨烯基电磁功能材料当前发展所面临的关键问题,并展望了未来的研究与发展方向。     

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.