电磁冶金部分

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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

2、，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1.3电磁冶

3、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

4、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2.2连铸电磁搅拌（1）

5、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（2）连铸电磁搅拌的位置（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（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（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，sL--有效搅拌长度；v--拉速，

6、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。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。2.3熔炼炉的电磁搅拌（3）铝熔炉的电磁搅拌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

7、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。2.5电磁铸造电磁铸造可以使铸锭与铸模间不产生接触