铜管坯水平连铸过程的电磁搅拌技术

铜管坯水平连铸过程的电磁搅拌技术(续)王永如;李红卫;李廷举【摘要】3二相二极对磁场分布形态二相二极对磁场也是电磁搅拌常用的设计，现在将其与三相三极对磁场进行比较.同样,二相二极对搅拌器的电流输入方式也分为M—-N型和M—N型.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷)，期】2011(040)005【总页数】2页(P13-14)【作者】王永如;李红卫;李廷举【作者单位】宁波金田铜业有限公司，浙江宁波315034;宁波金田铜业有限公司，浙江宁波315034;大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连116024【正文语种】中文3二相二极对磁场分布形态二相二极对磁场也是电磁搅拌常用的设计，现在将其与三相三极对磁场进行比较。同样，二相二极对搅拌器的电流输入方式也分为M—-N型和M-N型。经数值模拟，两相两极对磁场M—-N型电流输入方式所产生磁场图形如图5(a)、(b)所示，磁感应强度矢量图如图5(c)、(d)所示。由图5(c)可见当相位角之差为0、n/2时，磁场由三个主磁场组成，其中两个主磁场由相邻两个磁极间的磁场组成；另一个由相对的一对磁极产生的磁场组成，工作区域内的磁场主要由后者产生；由图5(d)可见当相位角之差为n/4、3n/4时，磁场由四个主磁场组成，磁力线由相邻两个N磁极出发趋向于另外两个S极，并未指向相对磁极，这是磁势能趋于最小化的结果。图5(b)、(d)显示工作区域磁场较弱。M-N型电流输入方式所产生磁场的数值模拟结果表明，相位角为0、n/2时产生的磁场与M—-N型的相同；当相位角为n/4、3n/4时，主磁场两个，磁场始于相对的两个磁极，经过工作区域进入相邻的磁极，因而工作区域内的磁场较强。由磁极的几何对称关系和相位的周期性可知任意时刻工作区域内的磁场均较强，且磁场移动形态的对称性较好。(a)p0,n/2 (b)pn/4,3n/4(c)p0,n/2 (d)pn/4,3n/4图5两相两极对电磁驱动器M—-N型电流输入方式下磁场图形(a)、(b)与磁感应强度分布图(c)、(d)4三相三极对与两相两极对产生的磁场的对比空间任一点的磁感应强度与该点距离磁极的距离呈负指数衰减的，本文设计的三相三极对磁场发生器、两相两极对磁场发生器的磁极距铸坯的距离分别为50mm和30mm，两相两极对电磁驱动器的距离缩短了40%，因此工作区域的磁场强度相应地得到明显的提高。图6示出了三相磁场相位角中为0、2n/3、4n/3,n/3、n、5n/3,2n/3、4n/3、2n和两相磁场相位角中为0、n/2,n/4、3n/4时的经工作区域中心的纵向磁感应强度分布，可见在工作区域内磁感应强度均有明显提高，由于上述选取的是典型时刻的磁感应强度分布，因此，在磁场的移动过程中两相磁场较三相磁场的磁感应强度有较大幅度的提高。图6两相两极对三相三级对电磁驱动器沿y轴方向磁感应强度的比较Fig6-2-11Comparisonofmagneticfluxdensitydistributionalongy-axisdirectionoftwo-andthree-phaseelectromagneticdrivingdevice.f=5Hz,ps=5A/mm25结论1） 水平连铸电磁搅拌器中电流的输入方式影响搅拌器内的磁感应强度；2） 在相同夕卜形尺寸时，两相磁场较三相磁场的磁感应强度有较大幅度的提高；3） 在铜管坯水平连铸过程中施加三相磁场，铜管坯粗大的柱状晶凝固组织得到明显细化，消除了穿晶现象，管坯凝固组织分布均匀，等轴晶比率大于90%，提高了管坯的致密性。参考文献王碧文，中国铜加工工业现状及发展趋势，中国铜加工技术与应用论坛文集，2007,p.1王碧文，中国铜加工工业创新及发展（60周年），中国铜加工技术与应用论坛文集，2008,p.1王碧文，中国铜加工经济运行概述，中国铜加工产业发展论坛文集，2009,p.1AsaiS.Recentactivitiesandtrendofelectromagneticprocessingofmaterials[C].Proceedingofthe6thInternationalIronandSteelCongress,Nagoya