ANALYSIS OF FLUID FIELD OF LIQUID METAL IN ELECTROMAGNETIC CENTRIFUGAL CASTING

Navier-Stokes equation and Lorentz force equation are used to calculate the fluid field of liquid metal of electromagnetic centrifugal casting(EMCC) in this paper.A field equationis given,which shows the azimuthal velocity closely relates to electrical conductivity,mag-netic density,viscosity of liquid metal and radius of casting.The results show that the sta-tionary magentic field can effectively restrain the fluid flow and the relative velocity be-tween liquid metal and casting mould and the velocity gradient at solid/liquid interface in-creases with rising magnetic density,which has a great effect on the solidification of liquidmetal and crystal growth characteristies.     

液态金属电磁离心凝固的力场分析

运用磁流体动力学原理，对在稳恒磁场中高速旋转的液态金属凝固时的受力状态进行了理论解析，结果表明在电磁力场、离心力场和重力场共同作用下，旋转液态金属中受到大小周期变化的径向压力和切向分力，后者起电磁搅拌作用，是细化电磁离心凝固组织的根本原因．     

电磁自约束定向生长条件下影响温度场的若干因素

探讨了电磁自约束定向生长条件下，温度分布对抽拉速度的响应，以及电磁搅拌引起的对流对温度分布以及固／液界面上温度梯度ＧＬ的作用。检测了液柱头高度，固／液界面位置对温度场以及温度梯度ＧＬ的影响。结果提供了几种增高温度梯度ＧＬ的有效途径     

液态金属铝及其凝固过程的微观结构转变特性

采用分子动力学方法对液态金属Ａ１及其凝固过程中的微观结构转变特性进行了模拟研究，发现在１８００～３５０Ｋ的温度区间内，对全局结构组态起重要作用的ＨＡ键型组态有１５５１、１５４１、１４３１、１３１１、１３２１和１４２２等，其中以１５５１键型组态最为显著，它在全过程的微观结构转变中起着主导作用，是其双体分布函数ｇ（ｒ）曲线的第二峰出现由光滑正弦峰平台分裂为二个次峰的转变过程的决定性因素     

INFLUENCE OF ELECTROMAGNETIC STIRRING ON MACROSEGREGATION OF CAST IRON

Enrichment of massive graphite on lateral surface and evident macrosegregation alongboth longitudinal and axial directions were found by the influence of intense electromag-netic stirring during unidirectionally solidifying grey cast iron ingot.A secondary flowwithin the region near solidliquid interface seems to be the cause of axial segregation,and the solidification rate may also be influential in the macrosegregation.     

方坯软接触电磁连铸结晶器内钢液弯月面行为的热模拟

以低熔点Ｐｂ－Ｓｎ－Ｂｉ合金作为钢液模拟工质,对谐波高频磁场作用下,方坯软接触电磁连铸结晶器内钢液的弯月面行为进行热模拟的实验研究,通过录像手段记录高频磁场作用下非导电石英玻璃容器内液态金属的弯月面行为,并采用“浸镀法”测得不同实验条件下的弯月面形状,掌握了高频磁场作用下液态金属弯月面的波动特性及不同感应线圈实验参数对弯月面行为特征的影响效果,研究表明：方坯结晶器内高频磁场沿结晶器周向的不均匀分布     

EFFECT OF INTERMITTENT HIGH FREQUENCY MAGNETIC FIELD ON INITIAL SOLIDIFICATION IN CONTINUOUS CASTING

1.IntroductionThesurfacequalityofcontinuouslycastingotscanbeimprovedbyimposingahighfrequencymagneticfieldfromtheoutsideofamold.Slowcoolingsolidificationofmeltisthoughttobeanimportantreasonofimprovingsurfacequalityll--4].Inordertoclarifythemechanismofimprovingsurfacequalitybyimposingmagneticfieldandcontroltheinitialsolidificationofcontinuouslycastmetal,itisimportanttostudytheeffectofslowcoolingcausedbymagneticfield.onthetemperaturedistributionofthemeltandtheformationpositionofinitialsolidificat…     

高频电磁场作用下矩形软接触结晶器内金属液面行为的实验研究

利用Sn-Pb—Bi合金研究了高频磁场作用下262 mm×84 mm矩形软接触结晶器内的金属液面行为．结果表明, 金属液面的形状在软接触结晶器的切缝、分瓣体、角部以及宽面和窄面等处存在明显的不均匀性;在角部和切缝处金属液面凸起较大．通过减少角部切缝、周向上不均匀布置切缝的措施,可以改善金属液面变化的不均匀性．当金属初始液位处于线圈高度的中心偏上位置时,高频磁场作用下的金属液面凸起较高,三相点下移较深,且弯月面变形越平直．将液面控制在位于线圈中心偏上位置附近,可达到节约电能和提高铸坯表面质量的目的．实验结果还表明,增加电源功率可显著提高金属液面的高度,弯月面凸起增强, 但功率过高时,金属液面波动加剧．不同材质和结构的结晶器对应不同的最佳功率范围．     

电磁搅拌对灰铸铁宏观偏析的影响

研究了电磁搅拌对Fe—C合金宏观偏析的影响。结果表明,在强烈搅拌下,大块石墨富集试样外表面,在试样的纵向和径向存在明显的宏观偏析。界面前附加环流的存在是径向偏析产生的原因。此外,生长速度对宏观偏析也产生影响。     

激光焊接过程中残留液体金属的高速高倍在线观察

采用高速摄像机和光学显微镜构成的摄像装置对激光焊接熔池后端的凝固行为进行高速高倍摄像,详细记录了柱状晶从液态熔池后部析出过程以及残留在巳析出柱状晶周围的液体金屑的凝固行为.采用液体Sn急冷将焊接过程中正在凝固的焊缝金属冷冻保存到室温,并与高速高倍摄像观察到的熔池后端的凝固行为进行了对比分析.对3种奥氏体不锈钢材料焊缝凝...     

液态金属腐蚀的研究进展

分析了液态金属对固态金属材料的腐蚀形式,就国内 外关于纯金属、合金材料在液态金属中的腐蚀行为及防护措施的研究进展作了评述,并对液 态金属腐蚀的研究方向提出一些建议.     

THREE-DIMENSIONAL CHARACTERISTICS AND HOMOGENIZATION OF ELECTROMAGNETIC FIELD IN SOFT-CONTACT CONTINUOUS CASTING MOLD

1. IntroductionRecently, electromagnetic soft-colltact cofltinuous casting mold technology was introduced to improve the quality and productivity in the continuous casting processll,2]. Thesoft-contact mold has complicated three-dimensional structure with slits and segments.The electromagnetic field distribution and its uniformity have influence on the metallurgical effect of this technology. Because of the difficulty to directly measure the distributiono f electromagnetic field in soft-contac…     

电磁场中金属凝固界面前沿颗粒的推斥/吞没行为

对电磁场作用下金属凝固界面前沿颗粒行为进行了考察，通过分析颗粒受力平衡，推导出颗粒行为发生改变时所需的临界电磁力．采用模拟体系，对电磁力改变凝固界面前沿颗粒行为的三种典型过程进行了直接观察，采用金属液实验证明了施加电磁力可以改变颗粒在金属凝固体中的分布．     

STABILITY OF MICROSTRUCTURES DURING COOLING PROCESSES OF Al LIQUID METAL

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｗｅｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｅｔａｌｓａｎｄａｌｏｙｓａｒｅｍａｉｎｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｉｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ,ａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔ...     

ELECTROMAGNETIC FIELD REMOVE INCLUSIONS FROM ALUMINUM MELT IN ELECTROMAGNETIC FIELD

Electromagnetic separation of non-metallic inclusions from Al-Si melt is studied by theoretical analysis and experiments on self-designed electromagnetic separation apparatus. Metallographs and LECO Image Analysis System were used to analyze the content of alumina in aluminum alloy before and after electromagnetic separation. It is seen that removal effciency increases with the increase of electromagnetic force (EMF) and diameter of inclusion particles while decreases with the increase of melt velocity and height of separator. All alumina particles with diamete of 14μm have been removed successfully from the melt.     

水平电磁连铸中金属磁悬浮行为

实验研究了交流水平电磁连铸中磁场悬浮金属的悬浮力和侧向力的变化规律．结果发现，悬浮力随电流强度和屏蔽宽度的增加而显著增加，屏蔽金属板回路的电阻明显减小悬浮力．侧向力随距凸台距离的增加而迅速减小．     

电磁软接触连铸圆坯表面振痕演变机理

在实验室立式连铸机上对碳素结构钢Q235B进行了电磁软接触连铸实验,测量了结晶器内磁场分布和Sn-Pb-Bi合金熔体弯月面形状.结果表明,采用电磁软接触连铸技术,可以显著改善铸坯表面质量;当电源功率达到最佳值时,振痕完全受到抑制,铸坯表面光洁;但当电源功率过大时,铸坯表面出现波浪形振痕.分析认为,铸坯表面质量得到改善是高频电磁场的Lorentz力效应和Joule热效应共同作用的结果;当电源功率过大时,分瓣结晶器内的磁场分布不均匀,沿结晶器周向呈波浪形分布,加之钢水液面波动也更加剧烈,因此在铸坯表面产生波浪形振痕.     

软接触结晶器电磁连铸中初始凝固的基础研究

通过实验和数值模拟研究了软接触结晶器电磁连铸传热凝固特点,测定了金属Ｓｎ在连铸中的温度场,初始凝固点和坯壳厚度,得到了电磁场影响它们的基本规律。在数学模型中考虑了高频电磁场对金属的传热凝固的以下影响;（１）对结晶器的感应加热;（２）对金属的加热;（３）电磁力推斥液力金属,减少金属与结晶器壁接触的影响。     

复合电磁场作用下连铸金属液弯月面运动规律的热模拟研究

采用Wood alloy作为钢液的模拟工质,研究了复合电磁场作用下连铸结晶器内弯月面运动的变化规律。结果表明：（1）施加复合电磁场不仅能够有效地控制由于结晶器内电磁搅拌导致得弯月面运动,而且能够实现弯月面与结晶器壁的分离,形成具有一定高度的悬浮液柱,使得弯月面的稳定性得到提高;（2）两个感应线圈的工作位置对弯月面形状有很大的影响。就本实验装置系统而言,搅拌线圈中心面位于液面下部20mm左右时液面凹陷深度最大;金属液面控制在高频线圈中心面附近时可获得最大的接触角。     

两段式无缝软接触电磁连铸结晶器内的电磁场分布

通过有限元数值模拟,研究了两段式结晶器上半段长度、感应线圈的位置及液面位置对结晶器内部磁场的影响,分析了两段式结晶器的电磁场分布规律.结果表明:两段式结晶器的上半段越长或线圈位置越靠上,结晶器的透磁效果越好;液面位于线圈中心偏上20 mm时,内部磁场的作用效果最佳.在本研究条件下,两段式结晶器的透磁效果良好,磁感应强度主要集中在结晶器上半段钢液的弯月面区域.纵向磁场在结晶器上半段高度的范围内逐渐增强,在结晶器下半段高度的范围迅速衰减;周向磁场在钢液表面均匀分布;径向磁场由钢液表面向内部逐渐衰减.与切缝式结晶器比较,两段式结晶器内部磁场分布更均匀.