电磁冶金部分

1、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 21.1 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

2、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 31.2 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41.3 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

3、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51.4 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

4、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72.2 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

5、）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：40-60mT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。122.3 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132.3 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142.3 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。152.3 熔炼炉的电磁搅拌（3）铝熔炉的电磁搅拌 162.4 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