不同磁场条件对双流铸造7075铝合金组织的影响

成功研制了双流低频电磁半连续铸造铝合金的设备,使用该设备实现7075铝合金连续稳定的铸造,为工业实现多流低频电磁半连续铸造提供实验基础.利用此铸造设备,对比研究双流铸造中不同磁场条件对7075铝合金组织的影响.研究发现:相邻线圈电流方向相反时铸锭宏观组织略微好于线圈电流方向相司时;随着电流强度的增大,晶粒逐渐得到细化,当电流强度大于160A后,磁场作用基本达到最佳效果;励磁电流频率小于等于10 Hz或者大于等于30 Hz均无法改善合金组织,当励磁电流频率为20 Hz的时候,铸锭晶粒相对细小,分布均匀,目宏观偏析得到了显著抑制.     

方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

根据麦克斯韦电磁理论,利用有限元分析软件ANSYS对240 mm×280 mm方坯结晶器电磁搅拌的磁场进行数值模拟。分析电流强度、电流频率及结晶器铜管等对搅拌器内磁场分布的影响,得到了磁场特性与电磁搅拌参数的关系。研究结果表明:旋转磁场在结晶器搅拌区域内产生旋转电磁力,使钢液在水平方向形成旋转流动;磁感应强度随电流强度的增大呈线性递增;在低频搅拌条件下频率对电磁搅拌强度的影响较小,而铜管厚度对磁场强度影响较大;模拟结果与实测结果基本吻合。     

圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内磁场分布数值模拟

 用数值模拟方法研究了圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内磁场分布,讨论改变结晶器结构参数、工艺参数和电参数等因素对结晶器内磁场的影响。结果表明,结晶器内磁场强度在结晶器高度方向上先增大再减小,在感应线圈中心偏下处,磁感应强度达最大;综合考虑结晶器结构和透磁性,切缝宽度选为05 mm,切缝数为8;当自由液面位于感应线圈的中心位置时能获得最大的磁感应强度;随着电流和频率的增加,结晶器内磁感应强度也随着增加。     

圆坯中频电磁软接触结晶器内磁场分布实验研究

为了研究中频电磁软接触连铸结晶器内磁场分布,通过实验的方法测量出不同电参数和工艺参数下圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内磁感应强度的分布情况。实验结果表明:结晶器内磁感应强度随着功率和感应线圈电流的增加而增加;相同功率时随着电源频率的增加先增大后减小,相同电流时随着频率的增加而增加,但是增幅却在减小;在本实验中,相同功率下频率为2500 Hz时产生的磁感应强度最大;随着自由液面的下降,结晶器内磁感应强度先增大后减小,并且当自由液面位于感应线圈的中心高度时磁感应强度达到最大。     

大圆坯结晶器电磁搅拌器磁场的数值模拟

基于有限元方法,利用ANSYS软件模拟计算了大圆坯连铸结晶器电磁搅拌(M-EMS)器内三维磁场分布,分析了铜管厚度、断面和搅拌电流、频率对磁场分布的定量影响,并通过磁场的实验测定对数学模型进行了验证.研究表明,磁场模拟结果与实测结果吻合得较好;结晶器铜管对磁场具有较强的屏蔽作用,铜管越厚,屏蔽作用越强;小断面结晶器内磁感应强度大于大断面的情况;磁感应强度随着频率的增大而减小,随电流的增大而增大.     

280 mm×380 mm方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟

根据麦克斯韦电磁理论,建立了280 mm×380 mm方坯连铸结晶器电磁搅拌的数学模型,并应用模型分析了结晶器内电磁场、电磁力的分布特征,以及电磁搅拌电流强度、频率等对电磁场和电磁力的影响.结果表明,旋转磁场在结晶器搅拌区域内产生电磁力,使钢液在水平方向形成旋转流动;电磁搅拌所产生的磁感应强度的大小与搅拌电流大小成线性关系,而在低频率搅拌条件下频率的大小对电磁搅拌强度的影响较小.     

大方坯结晶器电磁搅拌冶金效果研究

通过统计不同时间段结晶器电磁搅拌磁场强度及连铸坯质量,将不同磁场强度所对应的连铸坯内部质量进行对比,分析了不同磁场强度对连铸坯质量的影响.同时,浇注过程中改变电搅线圈的电流强度,在同一流次得到不同的磁场强度,取对应的连铸坯样进行检验,对比分析了同一流次不同磁场强度对连铸坯质量的影响.分析认为:电磁搅拌磁场强度衰减至300×10-4T以下时,不宜再上线使用.进而对攀钢大方坯结晶器电磁搅拌的冶金效果进行了评价,规范了电磁搅拌器的使用.     

方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场的数值模拟

对方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,分析了不同电流强度、电流频率、结晶器铜管以及结晶器内水套对电磁搅拌器内磁场分布的影响,得到了磁场特性与电磁搅拌参数的关系,模拟结果与实测结果一致;并得出采用合适的电磁搅拌参数可以在结晶器内获得合理有效地电磁搅拌强度,从而可以更有效地改善铸坯的质量.     

大方坯连铸M-EMS参数对磁场和流场分布的影响

采用数值模拟与现场实测相结合的方法,对大方坯结晶器电磁搅拌(M-EMS)过程进行了耦合数值模拟,研究了电磁搅拌参数及结晶器铜管厚度对钢液磁场和流场分布的影响。结果表明:当其他参数不变时,磁感应强度、电磁力和流速随着电流的增大而增加。磁感应强度随频率增加而减小,电磁力和流速随频率的增加而增大;且随着频率的增加,最大磁感应强度、电磁力和流速的变化值减小。对于连铸470mm×350mm大方坯,电磁搅拌电流和频率分别为550A和2Hz,结晶器铜板厚度为35mm时,能起到良好的电磁搅拌效果。     

连铸结晶器电磁制动的使用效果分析

对梅钢2号连铸机采用的FC-Mold（Flow Control Mold）全幅2段电磁制动器使用效果进行了研究。结果表明，随着线圈电流强度的增加，磁场强度增大，结晶器内流动情况随之发生变化。当下部线圈电流为800～850A时，结晶器下部磁场强度在0．35～0．45T左右。上部线圈电流从100A增加到400A时，结晶器上部磁场强度随电流强度增加从0．2T增加到0．3T以上。采用电磁制动技术后，结晶器液面波动幅度明显降低，结晶器内钢液温度约上升10℃左右，钢中非金属夹杂物数量较少且尺寸较小，未发现直径大于20μm的夹杂物。但采用电磁制动后仍发生了卷渣现象，该技术还有待于进一步优化研究。