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电磁场在金属铸造中的应用

龙源期刊网 http://www.wendangku.net/doc/bd96f4abcf2f0066f5335a8102d276a201296059.html

电磁场在金属铸造中的应用

作者:张锐郑鹏飞樊斌

来源:《山东工业技术》2016年第08期

摘要:随着近年来工业技术的发展电磁场在金属铸造业中得到了广泛的应用。电磁铸造

技术因具有高密性、可控性、响应性、清洁性及能量利用率高等特点使得它在金属铸造中有着广泛的前景。本文主要对电磁场在金属铸造中的应用展开论述从而促使进一步发挥它在金属铸造业的的作用,最终达到能量的最大化利用。

关键词:电磁场;电磁搅拌技术;金属铸造

DOI:10.16640/http://www.wendangku.net/doc/bd96f4abcf2f0066f5335a8102d276a201296059.htmlki.37-1222/t.2016.08.013

电磁场在金属铸造的得到应用的主要原因是金属是电的良好导体并且它能在金属在磁场和电流的综合作用下金属内部产生了电磁力。在产生电磁力的情况下进行人为干预,利用电磁力对融化金属进行传输和非接触下搅拌及形状控制从而达到金属铸造的预期效果。电磁技术在金属铸造中的应用将会对金属铸造业产生积极的促进作用

1 电磁搅拌技术及其应用

(1)电磁场的搅拌技术。电磁搅拌技术的原理是:当金属在熔化炉中呈液体状态时,液体中产生感应电流,人们利用不同形式的磁场发生装置通过对电流和磁场的作用产生的电磁力进行控制。通过电磁力对连铸过程中的钢水的流动性、传热和凝固过程的控制,使钢水的流动性、传热和凝固过程按照人们预想的状态进行,从而使钢的清洁度得到提高,铸造毛坯的等轴晶区偏析得到降低,中心疏松的症状得到较少,以及在铸造过程中容易造成的缺陷均得到了有效的解决,实现了铸造出的毛坯达到了优质、高等级的目地。

(2)电磁搅拌技术的应用及使用现况。人们通过电磁对液态金属的水平、竖直向上、竖直向下的不同方向进行搅拌,对不同的电磁搅拌下的铸造毛坯的清洁程度检测试验。试验通过三维有限元磁流体数值模拟对不同方向电磁搅拌后的铸造毛坯进行检测的方法,发现竖直向上的电磁搅拌方式可以减少钢液的深度有利于钢液中杂物的上浮,改善了铸造毛坯的质量。通过试验发现,电磁搅拌对减少等轴晶区偏析,去除有害杂质,净化钢水等方面有着非常显著的优点。但如果电磁搅拌器的安装位置不正确导致搅拌强度过大时就会时这些优点大打折扣。经过多年的生产实践论证,弯月面波动是连铸毛坯缺陷的主要因素,而电磁搅拌器的安装位置不正确是造成弯月面的主要原因。钢液在电磁搅拌的离心力作用下,在液体表面形成漩涡使型壁附近的金属向上凸起、中心位置的金属面出现凹陷,从而弯月面的稳定性遭到破坏,阻碍了润滑剂的流入,降低了润滑效果。而因为中心位置金属面的凹陷使保护渣被卷入钢液中造成铸件毛坯夹杂缺陷。月弯面的不稳定性使结晶面的控制产生了不良的影响,在这方的研究还不透彻,还有待于进一步的研究和证实。