电磁连铸系统磁场的数值模拟及试验研究

以电磁场理论为依据，建立了电磁连铸成型系统的物理和数学模型，用小线圈法实测了不同电源功率时系统内的磁场强度，得出了结晶器内磁场的分布规律；并且进行了铝合金电磁连铸的成型试验，研究了工艺参数对铸锭表面质量的影响；用有限元法数值模拟了感应线圈位置以及感应线圈与结晶器间距对成型系统内磁感应强度和分布的影响。结果表明：磁感应强度的最大值位于感应线圈的中心位置；感应线圈与结晶器间的距离增大，磁感应强度明显减小，5～10mm的间距对电磁连铸过程较为有利。研究结果表明合理设计电磁连铸系统有利于得到分布合理的磁场，提高电源效率，确定合理的工艺参数可以保证电磁连铸的顺利进行并有利于改善铸坯的内外部质量。     

铝合金扁锭热顶电磁铸造技术

根据热顶-电磁铸造的基本思想,设计了一套适合于制取铝合金扁锭的热顶-电磁成型系统,用小线圈法测量了系统内的磁场强度,计算了电磁压力分布,并与普通电磁铸造成型系统的结果进行对比分析;依据热顶电磁铸造的成型条件,确定了相关的控制参数;通过大量的拉坯实验,探讨了热顶对防止电磁铸造坯易产生表面夹杂缺陷的作用.结果表明:采用热顶-电磁铸造法不仅可有效去除电磁铸造中因电磁搅拌产生的氧化夹杂,而且使得电磁铸造过程简便而易于控制.     

热顶电磁成型系统磁场的实验与数值模拟

根据电磁场理论,建立了热顶-电磁连铸成型系统的物理和数学模型,用小线圈法实测了不同电源功率时系统内的磁场强度,用有限元软件数值模拟了感应线圈高度、结晶器高度、热顶结构等对成型系统内磁感应强度和分布的影响,结果表明:1)降低结晶器高度使系统内磁感应强度增强,但不十分明显;2)感应线圈的高度对系统内磁场影响显著,采用20mm线圈较40mm线圈的磁感应强度提高约85%;3)有载时的模拟结果显示,系统内的磁场呈现更明显的趋肤效应;热顶结构对磁场的强度和分布规律无明显的影响.研究结果表明热顶电磁连铸法将有利于提高电源效率和稳定液柱高度,改善铸坯的内外部质量.