一机四锭低频电磁铸造铝合金理论研究

通过ANSYS有限元对四锭低频电磁铸造铝合金时,结晶器外套材料对铸锭内部磁感应强度的影响以及4个线圈之间磁场相互影响进行了数值模拟,结果表明,当结晶器外套为导磁材料A3钢时,可以增大铸锭内部的感应强度;对多流低频电磁铸造来说,推荐线圈之间的最佳距离为:相邻线圈电流方向相同,线圈之间的距离应大于30 mm.     

板坯行波电磁搅拌器磁场分布规律的实验研究

根据板坯行波电磁搅拌器的特点,在实验室采用三维高斯计对行波磁场电磁搅拌器的磁场变化规律进行了测量,得到大量的实测数据.研究分析表明,对于所研究的行波磁场电磁搅拌器,频率、电流强度以及磁极间距离对磁感应强度影响很大,其中,频率增大,磁感应强度有所降低,电流增大,磁感应强度线性增大,而磁极间的距离对磁感应强度也有明显的影响,这些结果为进一步研究行波磁场电磁搅拌器的变化规律积累了数据.     

小方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场和流场的耦合分析

借助有限元方法,对小方坯结晶器电磁搅拌过程进行了磁场和流场耦合数值分析,得出了不同频率下钢液内部磁感应强度和电磁体积力及搅拌速度的分布规律.结果表明,在结晶器电磁搅拌时,随着频率的增加,钢液内部磁感应强度降低,电磁体积力在钢液内部分布不均匀;在电流频率为3 Hz时,钢液搅拌速度最大.在现场对结晶器电磁搅拌器的磁场强度进行了冷态测试,实验值和模拟值基本相符.     

电磁制动结晶器内电磁参数对钢液流动行为影响数值模拟

采用数值模拟方法研究了电磁参数（上、下磁极间距和线圈电流强度）对结晶器内流场和钢/渣界面波动行为的影响。结果表明,全幅两段式电磁制动结晶器内上部磁极和下部磁极覆盖区域磁感应强度会相互影响,上部（下部）磁极线圈电流强度的增加,会导致对应的下部磁极（上部磁极）覆盖区域内磁感应强度增加;施加全幅两段式电磁制动可以显著抑制结晶器内钢液流速和稳定弯月面波动;当上、下磁极间距增大时,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度增大,钢/渣界面处湍动能和钢液流速增大;随着上部磁极线圈电流强度增大,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度基本不变,钢/渣界面处钢液流速和湍动能减小;随着下部磁极线圈电流强度增大,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度略微减小,钢/渣界面处流速和湍动能减小。     

低频电磁铸造铝合金结晶器材料优化设计

低频电磁场作用下铸造铝合金过程中结晶器设计的好坏对保证铸坯质量起到很重要的作用,而在结晶器设计时数值模拟技术是一个重要有效的工具.优化的结晶器应该是在电源频率相同较低的电流下在铝熔体内部能够获得所需要的磁场强度.基于这种思想,根据生产实际情况,设计出工业上实用的低频电磁铸造铝合金结晶器.在结晶器外套材料不同情况下,对低频电磁铸造铝合金过程的电磁场进行了三维有限元数值模拟.模拟结果表明,当结晶器外套为软磁材料时,铝熔体内部磁场强度得到明显加强.     

软接触结晶器连铸的电磁计算与实验分析(Ⅱ)

结合软接触结晶器连铸过程的准三维电磁场数值模拟和实验室中锡等金属的软接触结晶器连铸实验,研究了电磁场频率、铸坯电物性、感应圈电流等对铸坯电磁力和表面电磁压力的作用关系,给出了部分理论计算和实验室连铸实验所得的数学模型－ 研究表明,软接触结晶器连铸中,铸坯表面的电磁力与电磁场频率成对数抛物型函数关系,与感应圈电流成抛物型函数关系,铸坯表面的振痕深度为普通连铸的１０ ％ ,并磁感应强度越高则振痕越浅,其无量纲平均深度与无量纲磁感应强度成误差补函数关系     

小方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场和流场的模拟仿真

以连铸电磁搅拌器为研究对象,通过建立数学模型,模拟分析了结晶器中磁场、感应电流、电磁力及流场分布,发现结晶器电磁搅拌效果受外加磁场强度、结晶器铜板厚度、材料电导率影响,从而为优化M-EMS工艺提供了理论依据.     

350mm大方坯连铸结晶器电磁搅拌电磁场与流场耦合数值模拟

采用三维有限元技术研究350 mm×350 mm大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程电磁场、电磁力和流场的变化规律.在固定电流强度、搅拌器尺寸等参数情况下,研究搅拌频率对铸坯内部磁感应强度、电磁力及钢液流动速度的影响.研究表明:搅拌频率为2,6和8 Hz时,磁感应强度在6 Hz时出现最大磁感应强度,电磁力也出现峰值,钢液流动速度最大,说明350 mm方坯搅拌在2 Hz到8 Hz有一个最优值.从电磁力的分布看,搅拌器的下端出现向上的电磁力,有利于减小钢液的冲击深度.     

软接触结晶器连铸的产计算与实验分析（Ⅱ）

结合软接触结晶器连铸过程的准三维场数值模拟和实验室中锡等金属的软接触器连铸实验,研究了产场频率、铸坯电物性、鹫圈电流等对铸坯电磁力和表面电磁压力的作用关系,给出了部分理论计算和实验室连铸实验得到的数学模型。研究表明,软接触结晶器连铸中,铸坯表面的电磁力与电磁场频率地数抛物型函数关系,与感应圈电流成抛物型函数关系,铸坯表面的振痕深度为普通连铸的１０％,并磁感应强度越高则振痕越浅,其无量纲平均浓度与无     

板坯结晶器电磁制动过程的三维流场数值模拟

针对板坯连铸结晶器内的钢液流动特征,利用流场商业软件Fluent,建立了描述板坯结晶器内区域电磁制动过程的三维有限体积数学模型,进行了流场的三维数值模拟研究.通过数值计算,研究了磁场强度、磁场和流场的相互作用位置、拉速和水口侧孔倾角对电磁制动效果的影响,为优化结晶器内的钢液流场,设计合理的电磁制动装置及指导实际生产提供了依据.     

电磁结晶器的设计与研究

阐明了用于铝及其合金铸造中的电磁结晶器的基本结构，并评述了各类电磁线圈，对电磁线圈和屏蔽部分主要参数进行了分析和研究，并得出：（１）对于单锭系统，磁场分布除角 较大的叠加效应以外，沿铸锭周边分布较均匀，并认为设计矩阵断面线圈时，棱角部分采用直线段即可，（２）对于双锭系统，当锭间距大于１５ｃｍ时，可忽略两锭间电磁场的相互影响，此外，双锭系统的线圈可以采用串联方法，评述了铜与钢的电磁铸造的发展前景。     

基于新型正八边形励磁线圈的高精度电磁流量测量技术研究

受外界扰动和流速分布的影响,电磁流量计在进行流量测量过程中仍然存在测量精度不高的问题,改进电磁流量计励磁线圈结构是提高精度的重要手段之一.本文基于新型正八边形励磁线圈实现了电磁流量测量精度的提高,首先在研究权重函数优化原理的基础上,通过分析了正八边形线圈的磁场理论模型得出了基于均匀磁场理论的电磁流量计优化思路;其次,基于有限元分析软件建立了正八边形励磁线圈电磁流量计的仿真模型,确定了正八边形励磁线圈磁场分布最优的结构参数,并通过对比圆形和方形线圈同等条件下的权重函数分布,证明了正八边形线圈权重函数分布均匀性优势;最后搭建实验平台,进行磁场测试实验和流体测试实验进行验证.磁场测试结果表明,正八边形线圈电磁流量计磁感应强度在管道中心区域能够维持在2.063mT左右,总体磁感应强度波动范围在0.11mT以内,说明正八边形线圈磁场具有良好的均匀性;流体测试结果表明,当流量在0.743m/s-2.582m/s时,单点相对示值误差最大仅为0.950%,系统重复性误差在1.034%以下,经过优化后的系统提升了测量精度,对后续电磁流量测量计的励磁线圈设计具有指导意义.     

结晶器电磁搅拌对方坯质量的影响

主要测定6机6流小方坯连铸机结晶器内磁感应强度的分布,分析铸坯的低倍检验结果。结果表明：电流和频率、浇注的钢种对结晶器电磁搅拌的使用效果有较大的影响。为了保证各流铸坯质量一致,必须对各流结晶器内的磁感应强度经常进行测定。     

周期式高梯度磁选机磁系磁场的分析与应用

当励磁电流为200 A时,计算了周期式高梯度磁选机线圈轴线轴向和距轴线0.15 m处径向的磁感应强度,并运用ANSYS有限元分析软件分析了屏蔽铁铠和磁极对线圈磁场特性的影响,同时采用该设备进行了高岭土磁分离除铁实验. 结果表明,距线圈中心0.1 m轴线轴向为0.326 T的均匀磁场,随着与中心距离的增加磁感应强度大幅下降;距轴线0.15 m径向的磁感应强度很小,在端面效应的作用下达到最大值0.064 T;安装屏蔽铁铠和磁极,线圈中心均匀磁场的磁感应强度提高至0.95 T. 在矿浆流速为0.7 cm/s,背景磁感应强度为1.1 T下,一次磁选将高岭土的Fe2O3的质量分数由1.35%降至0.63%,白度由68%提高至89%.     

Effects of low-frequency electromagnetic field on the surface quality of 7050 aluminum alloy ingots during the hot-top casting process

To improve the quality of 7050 aluminum alloy ingots, low-frequency electromagnetic (LFE) field was applied during the conventional hot-top casting process. Macrostructures and microstructures of the ingots by the conventional and LFE hot-top casting processes were studied. The experimental results show that when the LFE field is turn off during the hot-top casting process, cold folding appears, and the as-cast structure becomes very coarse. Additionally, the thickness of the shell zone is much thinner duri...