銅管坯水平連鑄過程的電磁攪拌技術(shù)

銅管坯水平連鑄過程的電磁攪拌技術(shù)(續(xù))王永如;李紅衛(wèi);李廷舉【摘要】3二相二極對磁場分布形態(tài)二相二極對磁場也是電磁攪拌常用的設(shè)計，現(xiàn)在將其與三相三極對磁場進(jìn)行比較.同樣,二相二極對攪拌器的電流輸入方式也分為M—-N型和M—N型.【期刊名稱】《有色金屬加工》【年(卷)，期】2011(040)005【總頁數(shù)】2頁(P13-14)【作者】王永如;李紅衛(wèi);李廷舉【作者單位】寧波金田銅業(yè)有限公司，浙江寧波315034;寧波金田銅業(yè)有限公司，浙江寧波315034;大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧大連116024【正文語種】中文3二相二極對磁場分布形態(tài)二相二極對磁場也是電磁攪拌常用的設(shè)計，現(xiàn)在將其與三相三極對磁場進(jìn)行比較。同樣，二相二極對攪拌器的電流輸入方式也分為M—-N型和M-N型。經(jīng)數(shù)值模擬，兩相兩極對磁場M—-N型電流輸入方式所產(chǎn)生磁場圖形如圖5(a)、(b)所示，磁感應(yīng)強度矢量圖如圖5(c)、(d)所示。由圖5(c)可見當(dāng)相位角之差為0、n/2時，磁場由三個主磁場組成，其中兩個主磁場由相鄰兩個磁極間的磁場組成；另一個由相對的一對磁極產(chǎn)生的磁場組成，工作區(qū)域內(nèi)的磁場主要由后者產(chǎn)生；由圖5(d)可見當(dāng)相位角之差為n/4、3n/4時，磁場由四個主磁場組成，磁力線由相鄰兩個N磁極出發(fā)趨向于另外兩個S極，并未指向相對磁極，這是磁勢能趨于最小化的結(jié)果。圖5(b)、(d)顯示工作區(qū)域磁場較弱。M-N型電流輸入方式所產(chǎn)生磁場的數(shù)值模擬結(jié)果表明，相位角為0、n/2時產(chǎn)生的磁場與M—-N型的相同；當(dāng)相位角為n/4、3n/4時，主磁場兩個，磁場始于相對的兩個磁極，經(jīng)過工作區(qū)域進(jìn)入相鄰的磁極，因而工作區(qū)域內(nèi)的磁場較強。由磁極的幾何對稱關(guān)系和相位的周期性可知任意時刻工作區(qū)域內(nèi)的磁場均較強，且磁場移動形態(tài)的對稱性較好。(a)p0,n/2 (b)pn/4,3n/4(c)p0,n/2 (d)pn/4,3n/4圖5兩相兩極對電磁驅(qū)動器M—-N型電流輸入方式下磁場圖形(a)、(b)與磁感應(yīng)強度分布圖(c)、(d)4三相三極對與兩相兩極對產(chǎn)生的磁場的對比空間任一點的磁感應(yīng)強度與該點距離磁極的距離呈負(fù)指數(shù)衰減的，本文設(shè)計的三相三極對磁場發(fā)生器、兩相兩極對磁場發(fā)生器的磁極距鑄坯的距離分別為50mm和30mm，兩相兩極對電磁驅(qū)動器的距離縮短了40%，因此工作區(qū)域的磁場強度相應(yīng)地得到明顯的提高。圖6示出了三相磁場相位角中為0、2n/3、4n/3,n/3、n、5n/3,2n/3、4n/3、2n和兩相磁場相位角中為0、n/2,n/4、3n/4時的經(jīng)工作區(qū)域中心的縱向磁感應(yīng)強度分布，可見在工作區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強度均有明顯提高，由于上述選取的是典型時刻的磁感應(yīng)強度分布，因此，在磁場的移動過程中兩相磁場較三相磁場的磁感應(yīng)強度有較大幅度的提高。圖6兩相兩極對三相三級對電磁驅(qū)動器沿y軸方向磁感應(yīng)強度的比較Fig6-2-11Comparisonofmagneticfluxdensitydistributionalongy-axisdirectionoftwo-andthree-phaseelectromagneticdrivingdevice.f=5Hz,ps=5A/mm25結(jié)論1） 水平連鑄電磁攪拌器中電流的輸入方式影響攪拌器內(nèi)的磁感應(yīng)強度；2） 在相同夕卜形尺寸時，兩相磁場較三相磁場的磁感應(yīng)強度有較大幅度的提高；3） 在銅管坯水平連鑄過程中施加三相磁場，銅管坯粗大的柱狀晶凝固組織得到明顯細(xì)化，消除了穿晶現(xiàn)象，管坯凝固組織分布均勻，等軸晶比率大于90%，提高了管坯的致密性。參考文獻(xiàn)王碧文，中國銅加工工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，中國銅加工技術(shù)與應(yīng)用論壇文集，2007,p.1王碧文，中國銅加工工業(yè)創(chuàng)新及發(fā)展（60周年），中國銅加工技術(shù)與應(yīng)用論壇文集，2008,p.1王碧文，中國銅加工經(jīng)濟運行概述，中國銅加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇文集，2009,p.1AsaiS.Recentactivitiesandtrendofelectromagneticprocessingofmaterials[C].Proceedingofthe6thInternationalIronandSteelCongress,Nagoya