电磁搅拌

摘要： 以某厂断面为410 mm×530 mm的特大方坯结晶器为原型,利用ANSYS有限元软件建立三维数值模型,研究电磁搅拌对结晶器流场及温度场的影响.施加电磁搅拌后,钢液受到径向电磁力,液面呈现旋转流动趋势.结晶器内钢液最大切向速度随着电流的增加而增大,随着频率的增加而减小.电磁搅拌的电流大小由0增加到500 A时,液面波动由1.21 mm增加到4.35 mm.电磁搅拌能够使钢水的高温区局限于连铸结晶器上部,钢水温度更加均匀.同时钢液的水平旋流能够抑制初生坯壳的生长,降低坯壳的生长速度,使结晶器出口处坯壳厚度变薄.综合分析,该厂在实际生产时合理的电磁搅拌的电流大小应为400 A,频率为1.5 Hz,此时钢渣液面波动约为2.73 mm,温度场较为均匀.

摘要： 针对大方坯连铸结晶器内的流动和卷渣行为进行了三维数值模拟仿真,应用大涡模拟模型模拟湍流、应用VOF模型模拟渣相‒钢液和空气‒渣相‒钢液的多相流.研究对比了钢液单相流动、渣相‒钢液两相流动和空气‒渣相‒钢液三相流动3种模型下结晶器内的流动、钢‒渣界面液位形状和波动及卷渣行为,并通过工业用计算机断层成像技术(工业CT)检测了连铸坯中大颗粒卷渣类夹杂物数量随着电磁搅拌电流强度的变化.结果表明,在150 A、2 Hz结晶器电磁搅拌下,3种模型得到的结晶器内钢液流场差别较小,但在钢‒渣界面处差别较大.钢液单相模型下钢液表面流动速度比其他两种模型钢‒渣界面处的速度更大.渣相‒钢液两相模型和空气‒渣相‒钢液三相模型的卷渣速率分别为0.00118和0.00040 kg∙s^(−1).渣相‒钢液两相模型条件下,由于上表面即渣的顶面不能弯曲,所以钢‒渣界面处的湍动能没有得到耗散,所以比三相模型的湍动能更大,因此其预测的卷渣速率偏大.当搅拌电流强度增大到300 A,渣相‒钢液两相模型和空气‒渣相‒钢液三相模型的卷渣速率分别为150 A条件下的5倍和15倍;当电流频率增大到4 Hz,渣相‒钢液两相模型的卷渣速率变化很小,空气‒渣相‒钢液三相模型的卷渣速率降低为2 Hz条件下的1/3.因此,为了正确的模拟和预测结晶器钢‒渣界面处的卷渣行为,必须使用空气‒渣相‒钢液三相瞬态模型进行模拟仿真.

摘要： 针对超低碳铝镇静钢的不同处理阶段,即从精炼、中间包、结晶器到铸坯不同位置进行在线取样。采用扫描电子显微镜和能谱仪分析试样中夹杂物的类型及尺寸,结合钢包顶渣变化及连铸生产情况分析夹杂物的来源。对比分析了结晶器电磁搅拌的电流(400和500 A)对铝镇静钢中夹杂物去除的影响。研究表明:精炼处理后夹杂物以脱氧产物Al_(2)O_(3)为主,并伴有CaO夹杂,CaO来源于钢包顶渣与钢液中[Al]_(sol)的反应。中间包内夹杂物仍以Al_(2)O_(3)为主,复合少量MgO,后者源自中间包衬的侵蚀。与400 A搅拌电流相比,500 A搅拌电流下弯月面卷渣较多,但大尺寸的Al_(2)O_(3)夹杂物减少。

摘要： 稀土电解槽内流场速度不稳定,阳极外侧流动过于缓慢,不利于电解反应的充分进行和电解效率的提高。现有研究表明可通过外加磁场对电解质进行搅拌以控制稀土电解槽内的流动情况。对8 kA稀土电解槽进行电磁搅拌模拟,设计在电解质外侧和底部安装不同安匝数铜线圈,然后利用Ansoft Maxwell以及Ansys Fluent软件对电解质部分生成的磁场以及电磁搅拌下的流场进行有限元模拟分析,得到以下主要结论:侧面下方增设线圈在一定安匝数下无法产生电磁搅拌力;侧面上方增设线圈为正弦波,所需线圈安匝数小于底部,而且流场稳定性也更好;底部增设线圈所需安匝数远大于侧面上方,且相比侧面上方位置电磁搅拌的槽内流动情况更为复杂混乱。

摘要： 针对30Cr13边裂缺陷样品进行分析,发现开裂的根本原因是组织中存在碳化物偏析。对热轧板碳化物偏析、铸坯低倍检测和金相检测结果、电磁搅拌电流等进行分析,发现造成碳化物偏析的主要原因是电磁搅拌工艺参数不当,电磁搅拌电流降低至250 A后碳化物偏析现象得到了明显改善。

摘要： 为了减少铸流电磁搅拌非周期下线或故障停机等问题,对搅拌辊在使用过程中出现的断螺栓、绝缘电阻低、漏水等问题进行分析并提出解决方法。通过跟进用户使用过程中出现的问题并进行维修,搅拌辊的非周期下线率由原来的90%降低到12%,减少了因为搅拌辊故障引起的停机问题,降低了搅拌辊的更换频率。

摘要： 电磁搅拌变频电源中大容量IGBT在二类短路故障情况下能够可靠有效地检测和保护是电磁搅拌电源稳定运行的前提条件。首先用基础理论知识和现场实际应用环境状况分析电磁搅拌电源容易频繁发生二类短路故障的原因,阐述了一类短路与二类短路的主要区别,并说明了设计二类短路故障检测和保护电路的必要性。然后结合已有的分析结果对二类短路故障检测电路进行了理论方案设计和详细电路设计,最后搭建试验平台验证了所设计的二类短路检测电路准确性,并将该二类短路检测电路集成在湖南中科电气股份有限公司的第五代电磁搅拌专用变频电源装置系统中。试验和应用实践结果表明,该二类短路故障检测电路能够对频繁发生二类短路故障的电磁搅拌电源起到保护作用,具有非常巨大的工程实际应用价值和意义。

摘要： 建立了描述板坯连铸结晶器分区电磁搅拌过程电磁场和流场三维数学计算模型,通过物理试验对分区电磁搅拌的数学模型进行了验证。采用数值模拟对分区电磁搅拌下板坯结晶器内的流场进行了计算,考察了不同电磁搅拌模式和搅拌电流作用下的流场结构和分布特征,并通过自由液面的卷渣指数和结晶器内流场均匀性指数对分区电磁搅拌不同模式以及电流强度对铸坯质量的影响作出了定量化评估,综合卷渣指数与均匀性指数,分区电磁搅拌600A600A600A模式下能得到较好的搅拌效果。

摘要： SWRH82B是预应力钢绞线盘条用钢,因其高碳钢的特性,铸坯在凝固过程中会产生严重的凝固偏析,导致其热轧盘条拉拔时经常会出现脆断,因此降低SWRH82B铸坯偏析是稳定盘条质量的重要环节。通过射钉实验和理论计算,发现原末端电磁搅拌作用位置处的铸坯液芯宽度不足,末端电磁搅拌未起到降低铸坯偏析的作用。本文依据射钉实验和理论计算的结果,重新调整了SWRH82B钢生产中间包钢水过热度、目标拉速、结晶器水流量、二冷比水量、末端电磁搅拌等工艺参数。实践表明,采用新工艺参数生产的SWRH82B铸坯,末端电磁搅拌作用位置的液芯宽度增加、偏析指数显著降低,SWRH82B盘条拉拔时断裂率明显下降。

摘要： 钢厂90 t LD-LF-VD-CC流程生产的Φ600 mm钢50CrMo连铸圆坯中心裂纹比率达到30%,分析得出:连铸圆坯中心裂纹全部出现在内弧一侧。主要原因是该钢种柱状晶发达,内弧柱状晶基本延伸到圆坯中心,在矫直时圆坯中心产生开裂并向内弧侧扩展。通过采取将结晶器电磁搅拌电流由260 A提高到400 A,中间包钢水过热度由30~50°C降到15~30°C,拉速由0.34 m/min降到0.28 m/min,进拉矫机前支撑辊及拉矫机辊道对弧精度由0.40~1.00 mm降到0.20 mm以下等措施,50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹全部消除。

摘要： 研究了冷热循环处理对电磁搅拌AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响.对电磁搅拌AZ91镁合金在固溶处理后进行不同时间的深冷处理,再进行相同的时效处理.结果表明,对固溶处理后的电磁搅拌AZ91镁合金进行深冷处理,AZ91镁合金的抗拉强度、伸长率得到提高,晶粒得到细化,第二相粒子析出.在深冷处理24h后,合金的抗拉强度为214MPa,伸长率为8.95％.合金在深冷处理后,进行1h时效处理,合金的抗拉强度显著提高,抗拉强度为242MPa.

摘要： 采用电磁搅拌方法,分析了搅拌参数对半固态ZA43合金组织的影响.研究表明:在本试验条件下,搅拌功率越大,晶粒越细化,搅拌效果越好.当搅拌温度较高时,合金熔体中的初生相较少;搅拌温度较低时,初生相容易异常长大和团聚,晶粒尺寸增大.搅拌时间较短时,初生相难以被打碎、圆整,主要呈现大块玫瑰状;搅拌时间过长,大多数初生相易聚集长大,导致晶粒尺寸变大.搅拌温度为538～540°C,搅拌时间为8～10min时,制备的半固态ZA43合金熔体组织较好.

摘要： 本文阐述了电磁搅拌的原理,电磁搅拌在铝合金熔炼中的应用效果;电磁搅拌是先进的搅拌方式，相对于人工搅拌有减少熔炼时间，减少铝渣的产生，使成分均匀，提高精炼效率，提高生产效率，有利于扒渣的优点，因而采用电磁搅拌技术可以带来可观的经济效益和生产效率。

摘要： 利用分形几何中的分形维数定量表征,铝熔体经低过热度浇注和电磁搅拌作用下半固态合金浆料中初生相的尺寸细化和球化程度.通过OM、Matlab软件平台编制计盒维数法计算程序,研究半固态初生相α-A1形貌的分形特征和电磁搅拌方式对其形貌分形维数变化规律的影响.结果表明,合金的凝固组织具有分形特征,可通过分形维数对初生相尺寸细化和球化程度进行定量表征.初生相的形貌分形维数随搅拌方式由无搅拌、单向连续搅拌过渡为双向连续搅拌时,呈逐渐减小的变化规律,是一个降维的过程.在双向连续搅拌作用下初生相的分形维数最小,晶粒细化球化程度达到最佳.

摘要： Fe-Cu二元合金是Fe-Cu基纳米析出强化钢强化研究的模型系统,富Cu纳米析出相(Cu-rich precipitates,CRPs)的形核生长粗化过程及其强化作用对含Cu基多元纳米强化钢的研究具有重要指导作用.本章选用Fe-Cu模型合金,采用DSC实验计算并分析了bcc-Cu的形核激活能,采用电阻率的改变结合JMA模型分析了Cu的生长粗化激活能,并研究了有无电磁搅拌凝固作用后Fe-Cu合金在不同温度的时效硬度变化和规律.

摘要： 国内某厂生产的Φ13mm55SiCrA-1在拉拔过程中出现异常断裂,断口心部有黑点,断面收缩率低.对异常断口进行金相分析,发现盘条心部存在明显的黑点,且中心相邻区域出现负偏析现象,盘条通条碳分布均匀性差,影响客户的正常使用.通过调整二冷比水量、电磁搅拌以及轻压下参数,使碳在铸坯横截面上分布趋于均匀,整个截面上的碳极差由0.14％降低到0.08％,盘条通调均匀性问题得到大幅改善.

摘要： 采用电磁搅拌方法,通过正交试验研究压铸工艺参数与半固态ZA43合金力学性能之间关系,分析了显著影响因子对半固态ZA43合金组织及性能影响.研究表明:半固态ZA43合金压铸试样组织已经不是树枝晶,而是呈球形或类球形,并且晶粒细小,分布均匀.压射比压和压射速度对半固态ZA43合金力学性能影响较大,力学性能指标随压射比压的增大而提高,随压射速度的增大先提高后降低.在本试验条件下,对半固态ZA43合金流变压铸时,压射比压在72MPa,压射速度为2.5m·s-1时比较理想.

摘要： 采用电弧炉冶炼+LF/VD精炼+立式连铸的工艺路线,通过控制电炉终点C≤0.10％、P≤0.005％,出钢预脱氧及合金化,LF炉精炼加强脱氧,VD充分脱气,上钢前氩气弱搅拌促进夹杂物上浮,连铸采用低过热度、恒拉速浇注,采用结晶器和铸流两级电磁搅拌,全程保护浇注等工艺措施,所生产的18CrNiMo7-6齿轮钢连铸圆坯[O]＜15ppm、[N]＜70ppm,低倍中心裂纹＜1级、非金属夹杂物A、C类0级,B、D类≤1级,可代替钢锭满足齿轮钢产品质量要求.

摘要： 提出坩埚半径的设计思路,研究坩埚半径对制备半固态A356铝合金浆料时磁感应强度和电磁力分布的影响.通过ANSYS15.0研究不同坩埚半径中半固态A356铝合金浆料受到的磁感应强度和电磁力沿坩埚径向上的变化趋势,模拟结果表明,磁感应强度从坩埚中心到坩埚径向上0.85倍距离左右逐渐增大,靠近边缘处急剧减小又增大;电磁力整体上随坩埚半径的增大而增大,且增加的幅度越来越大,电磁力从坩埚中心到坩埚径向上0.9倍距离左右逐渐增大,而在边缘处急剧减小.结合实验研究,对不同坩埚半径的实验结果进行对比.研究结果表明,现有实验设备在制备优质的半固态铝合金浆料时的较优坩埚半径为30mm.

摘要： 提出坩埚半径的设计思路,研究坩埚半径对制备半固态A356铝合金浆料时磁感应强度和电磁力分布的影响.通过ANSYS15.0研究不同坩埚半径中半固态A356铝合金浆料受到的磁感应强度和电磁力沿坩埚径向上的变化趋势,模拟结果表明,磁感应强度从坩埚中心到坩埚径向上0.85倍距离左右逐渐增大,靠近边缘处急剧减小又增大;电磁力整体上随坩埚半径的增大而增大,且增加的幅度越来越大,电磁力从坩埚中心到坩埚径向上0.9倍距离左右逐渐增大,而在边缘处急剧减小.结合实验研究,对不同坩埚半径的实验结果进行对比.研究结果表明,现有实验设备在制备优质的半固态铝合金浆料时的较优坩埚半径为30mm.

摘要： 本发明提供一种电磁混响室的机械搅拌、源搅拌的混合搅拌装置，包括电磁混响室，还包括设置在电磁混响室侧壁上的机械搅拌组件和源搅拌组件；机械搅拌组件包括第一电机以及与第一电机连接的机械搅拌器；源搅拌组件包括第二电机、与第二电机连接的旋转轴、设置在旋转轴上的发射天线。本发明通过机械搅拌与源搅拌两种搅拌装置及方法的结合，使改变混响室内的电磁场分布能够依赖更多的变量变化，既有等效的混响室的长宽高尺寸的变化，又有激励电流源的位置或/和电流密度的直角坐标分量的变化，从而为实现及进一步改善混响室内测试区域的场均匀性提供了更多的选择，使混响室的性能获得了更大的提升空间。

摘要： 本发明提供一种电磁混响室的机械搅拌、源搅拌的混合搅拌装置，包括电磁混响室，还包括设置在电磁混响室侧壁上的机械搅拌组件和源搅拌组件；机械搅拌组件包括第一电机以及与第一电机连接的机械搅拌器；源搅拌组件包括第二电机、与第二电机连接的旋转轴、设置在旋转轴上的发射天线。本发明通过机械搅拌与源搅拌两种搅拌装置及方法的结合，使改变混响室内的电磁场分布能够依赖更多的变量变化，既有等效的混响室的长宽高尺寸的变化，又有激励电流源的位置或/和电流密度的直角坐标分量的变化，从而为实现及进一步改善混响室内测试区域的场均匀性提供了更多的选择，使混响室的性能获得了更大的提升空间。

摘要： 本实用新型提供一种电磁混响室的机械搅拌、源搅拌的混合搅拌装置，包括电磁混响室，还包括设置在电磁混响室侧壁上的机械搅拌组件和源搅拌组件；机械搅拌组件包括第一电机以及与第一电机连接的机械搅拌器；源搅拌组件包括第二电机、与第二电机连接的旋转轴、设置在旋转轴上的发射天线。本实用新型通过机械搅拌与源搅拌两种搅拌装置的结合，使改变混响室内的电磁场分布能够依赖更多的变量变化，既有等效的混响室的长宽高尺寸的变化，又有激励电流源的位置或/和电流密度的直角坐标分量的变化，从而为实现及进一步改善混响室内测试区域的场均匀性提供了更多的选择，使混响室的性能获得了更大的提升空间。

摘要： 本发明涉及材料加工技术领域，公开了一种机械‑电磁搅拌装置与机械‑电磁搅拌方法，机械‑电磁搅拌装置包括搅拌罐、机械搅拌系统与电磁搅拌系统，机械搅拌系统包括搅拌主轴与搅拌叶片，电磁搅拌系统包括线圈组，线圈组在搅拌罐内产生行波磁场以驱动位于搅拌停滞区与搅拌死区的熔体与其他区域的熔体进行交换。机械‑电磁搅拌方法包括提供搅拌罐；设置机械搅拌系统与电磁搅拌系统；向搅拌罐内倒入金属基体材料并加热至完全熔化；用机械搅拌系统与电磁搅拌系统对搅拌罐内的金属基体材料搅拌混合；向搅拌罐内加入增强相粉体并继续搅拌。本发明中的搅拌方法与装置能保证熔体内增强相分布的均匀性，从而能制备出具有高体积分数增强相的复合材料。

摘要： 本发明提供一种对用于搅拌液态金属的电磁搅拌器进行冷却的方法，包括：提供一个组件，该组件具有带有突起磁极的铁轭和安装在该磁极上的电绕组，并且被设置在填充有介电性铁磁流体的非磁性导热壳体中，和使得电磁搅拌器进行工作以在所述绕组中产生出具有相当大的磁通密度梯度的磁场，该磁场会在铁磁流体中产生磁压，该磁压至少足以形成一个从绕组的外周向其内部流动的铁磁流体流。本发明还提供一种对用于搅拌液态金属的电磁搅拌器进行冷却的方法，其特征在于，利用一种借助于磁场流动的介电性铁磁流体对电绕组进行冷却。在本发明的另外一个方面，提供一种用于实施上述方法的电磁搅拌器。

摘要： 本发明提供一种能够兼用作电磁搅拌和电磁制动的铸模内熔钢用的电磁线圈装置。其使兼用线圈装置的内侧和外侧的绕组的关系最大化。该电磁线圈装置为钢的连续铸造用电磁线圈装置，其向电磁线圈供给3相以上的交流电流或直流电流，使电磁搅拌或电磁制动选择性地作用于熔钢。电磁线圈从轭部(1ab)设置两个齿部(1aa)。在设有内侧绕组(1b)的两个齿部的更外侧设置外侧绕组(1c)。在足够地卷绕内侧绕组(1b)的匝数情况下，使外侧绕组(1c)的匝数与内侧绕组(1b)的匝数相等。在内侧绕组(1b)的匝数不足的情况下，使外侧绕组(1c)的匝数比内侧绕组(1b)的匝数多且为2.5倍以下。将该电磁线圈在各长边(1a)上分别配置n个(n为2以上的自然数)，使芯部(1a)从熔钢的弯月面位置起配置在包括浸渍喷嘴(4)的喷出孔的垂直方向的范围内。从而，即使没有卷绕必要的内侧绕组的情况下，也能够确保足够的搅拌性能和制动性能。

摘要： 本发明提供一种能够兼用作电磁搅拌和电磁制动的铸模内熔钢用的电磁线圈装置。其将兼用线圈的芯部的最佳尺寸具体化。该钢的连续铸造用电磁线圈装置为向配置于铸模长边(3b)的外周的电磁线圈供给3相以上的交流电流或直流电流，选择性地使电磁搅拌或电磁制动作用于铸模内的熔钢(2)。电磁线圈从轭部(21)设置两个齿部(21a)。齿部(21a)设置内侧绕组(22)，在设置了内侧绕组(22)的两个齿部(21a)的更外侧设置外侧绕组(23)。将齿部(21a)的长度L形成为齿部(21a)的宽度W的两倍以上。或者/以及将轭部(21b)的厚度Y形成为齿部(21a)的宽度W的两倍以上。将该电磁线圈在各长边(3b)分别配置n个，使磁性体的芯部(21)从熔钢的弯月面位置起配置在包括浸渍喷嘴(1)的喷出孔(1a)的垂直方向的范围内。实现省电力化和轻量化，并且能够确保足够的搅拌能力和制动能力。

摘要： 本申请公开了一种电磁搅拌装置，包括至少一对线圈和磁轭，所述线圈环绕所述磁轭的外表面：所述磁轭包括磁轭本体和磁轭延伸体，所述磁轭延伸体固定于所述磁轭本体的连接端，且所述磁轭延伸体的面积大于所述磁轭本体的连接端的面积。该电磁搅拌装置可以增加搅拌区域的磁感应强度，扩大有效的搅拌区间，进而减少铸坯、铸锭缺陷，提高铸坯、铸锭质量。本申请还提供一种电磁搅拌器加工方法。

摘要： 本发明涉及材料加工技术领域，公开了一种机械‑电磁搅拌装置与机械‑电磁搅拌方法，机械‑电磁搅拌装置包括搅拌罐、机械搅拌系统与电磁搅拌系统，机械搅拌系统包括搅拌主轴与搅拌叶片，电磁搅拌系统包括线圈组，线圈组在搅拌罐内产生行波磁场以驱动位于搅拌停滞区与搅拌死区的熔体与其他区域的熔体进行交换。机械‑电磁搅拌方法包括提供搅拌罐；设置机械搅拌系统与电磁搅拌系统；向搅拌罐内倒入金属基体材料并加热至完全熔化；用机械搅拌系统与电磁搅拌系统对搅拌罐内的金属基体材料搅拌混合；向搅拌罐内加入增强相粉体并继续搅拌。本发明中的搅拌方法与装置能保证熔体内增强相分布的均匀性，从而能制备出具有高体积分数增强相的复合材料。

摘要： 本实用新型提供一种液芯电磁搅拌装置，液芯电磁搅拌装置包括铁芯、2N组环状线圈；铁芯包括套筒、在第一方向上依次间隔设置且相互平行的2N+1层圆环部，2≤N≤12，各层圆环部均与套筒接触，各层圆环部与套筒固定连接或为一体结构；各层圆环部开口在第一方向上形成被加工圆坯的通道，第1层圆环部、第2N+1层圆环部分别位于套筒两端开口位置且分别位于通道入口位置、通道出口位置；第i层圆环部、第i+1层圆环部、套筒内壁围成的环形凹槽中容纳有第i组环状线圈，相邻两组环状线圈的绕制方向相反，i=1,2,……,2N，各组环状线圈独立供电。