电磁冶金部分

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本课程主要内容,第一部分 电磁冶金,第二部分 铁合金冶炼,第三部分 特种冶金,1,第一部分 电磁冶金,第一章 电磁冶金学概述和基本理论,第二章 电磁搅拌,第三章 电磁铸造简介,2,1.1 电磁冶金概念,（1）电磁冶金,以电磁热流体力学理论为基础，研究冶金过程和材料制备的科学。它是借助电流、磁场所形成的电磁力，对冶金（材料制备）过程中金属的表面形态、流动、传质、化学反应、结晶等过程施加影响，以便控制其变化或反应过程。,（2）电磁冶金技术,以电磁热流体力学理论为指导，对各类材料进行制备、凝固、成型、处理的工程技术。,（3）电磁热流体力学,电磁学、热力学、流体力学三个学科相互交叉的学科，包括流体与热、流体与电磁、热与电磁之间相互作用形成的理论。,第1章 电磁冶金学概述和基本理论,3,1.2 电磁冶金发展历史,（1）1982年，英国剑桥大学,磁流体力学在冶金中应用的国际学术会议,（2） 1982年，日本钢铁协会,磁流体力学在冶金中应用作为钢铁生产的重要发展方向,（3） 1982年，日本成立电磁冶金学术委员会,电磁冶金成为冶金学科的一个分支,（4）1990年，日本,国际钢铁年会，电磁冶金专题讨论会,（5） 1992年，美国,电磁冶金专题讨论会,（6）1994年，法国,电磁冶金专题讨论会,（7） 2004-2007年，中 德多次举行电磁冶金专题讨论会,4,1.3 电磁冶金技术分类,A 形状控制,电磁铸造、金属薄膜的电磁成行，电磁塑性成型，悬浮熔炼等,B 驱动金属液体,电磁搅拌，电磁泵,C 抑制流动,磁力制动，抑制波动,D 悬浮,非金属夹杂物的电磁分离,E 电磁雾化,F 热量生成,感应熔炼，电磁加热、电弧熔炼、等离子熔炼等,G 探测,速度传感器,H 组织控制,晶粒细（粗）化，非晶金属制备,5,1.4 电磁冶金相关的基础理论,（1）电磁学,高斯定理、安培环路定理、电磁感应定理等,电磁理论与电磁波、磁流体力学等,（2）冶金物理化学,冶金热力学、冶金动力学,（3）传输原理,质量传输、热量传输、动量传输,6,第2章 电磁搅拌与电磁净化,2.1 电磁搅拌,（1）电磁搅拌概念,A,电磁搅拌,载流导体处于磁场中，要受到电磁力作用而发生运动；同理，载流的金属熔体处于磁场中时，也要受到电磁力作用，从而使金属熔体发生流动，此为电磁搅拌。,B,电磁搅拌器,电磁搅拌器的工作原理类似于电动机，感应器相当于电机定子，金属熔体相当于转子。当感应器（线圈）通入低频电流时，就会产生一变化磁场，作用于金属熔体，使金属熔体产生感应电流（变化涡流），这感应电流又与磁场作用-产生电磁力，推动金属熔体运动。,（2）电磁搅拌在冶金中的应用,A,改善冶金反应，如钢包的电磁搅拌、铝熔炼炉,B,改善结晶条件，如连铸电磁搅拌,C,电磁净化，如电磁去夹杂,7,2.2 连铸电磁搅拌,（1）电磁搅拌装置分类,分为旋转磁场型、直线移动磁场型、螺旋磁场型、静磁场型等,1-,旋转磁场型，2-直线移动磁场型，3-螺旋磁场型，4-静磁场型,8,（2 ）连铸电磁搅拌的位置,9,（3）结晶器电磁搅拌,打断柱状晶，有利于夹杂上浮；适用于板坯、小方坯和方坯连铸机,10,（4）二冷区电磁搅拌,作用：促进铸坯中等轴晶的生成；促进大型夹杂上浮,11,（5）二冷区电磁搅拌器安装位置,安装位置：铸坯凝固壳厚度大致等于1/4铸坯厚度的地方；,如果太靠近结晶器，容易使铸坯鼓肚或产生纵裂纹。,搅拌强度：40-60,mT,搅拌时间：,t=3L/50v,t-,搅拌时间，,s,L-,有效搅拌长度；,v-,拉速，,m/min,铸坯凝固末期的电磁搅拌,分散铸坯的中心偏析；,但要与结晶器电磁搅拌、,二冷区电磁搅拌组合使用，,否则可能会加重中心偏析。,12,2.3 熔炼炉的电磁搅拌,（1）电弧炉的电磁搅拌-现在基本不用，效果不好,13,2.3 熔炼炉的电磁搅拌,（2）感应炉的电磁搅拌,利：渣金界面更新；弊：出现驼峰，炉渣无法完全覆盖钢水，冲刷炉衬。,多个线圈组合,14,2.3 熔炼炉的电磁搅拌,（3）,ASEA-SKF,钢包精炼炉的电磁搅拌-,有,利于渣金反应和脱气，但也冲刷炉衬。,15,2.3 熔炼炉的电磁搅拌,（3）铝熔炉的电磁搅拌,16,2.4 电磁净化,电磁净化定义：,由于非金属夹杂物与液态金属之间的电阻相差很大，当它们处于电磁场中时，它们所有电磁力也相差很大，非金属夹杂物将向电磁力反向的方向迁移，调整电磁力方向，就可以使非金属夹杂物迁移到渣层或炉衬而被吸收，达到净化金属的目的，这称为电磁净化,电磁净化应用：,A,非金属夹杂物与液态金属密度差别小；,B,铝、镁等轻金属熔体。,17,2.5 电磁铸造,电磁铸造可以使铸锭与铸模间不产生接触,18,