谐波和脉冲磁场在结晶器内的分布和对高纯铜凝固组织的影响

摘要

通过模拟和试验手段研究了谐波和脉冲两种磁场的磁感强度和洛伦兹力在结晶器内部的分布特点及两种磁场对高纯铜熔体凝固行为和微观组织的影响规律及机理.结果表明,谐波磁场和脉冲磁场作用下,结晶器内最大磁感强度分别为0.065 T和0.084 T,最大洛伦兹力分别达到了170000 N/m3和325000 N/m3.谐波磁场所产生的洛伦兹力方向不断发生变化,虽然可使熔体产生强烈的横向振荡,但不利于熔体形成稳定的对流.相反,脉冲磁场可在短时间内产生极大的单方向洛伦兹力,使熔体产生较大加速度并促进熔体对流.总之,相比谐波磁场,脉冲磁场产生更高的磁感强度、更大的洛伦兹力和更深的作用区域,有效地提高了高纯铜凝固过程的热量传输并优化凝固行为,最终获得更均匀细小的微观组织.