末端電磁攪拌磁場分布的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對(duì)寶鋼末端電磁攪拌項(xiàng)目，選用Pb-80％Sn合金模擬連鑄鋼坯，探索不同磁場形式電磁攪拌的改善效果，利用ANSYS軟件建立電磁場的有限元模型，計(jì)算電磁攪拌器在空載條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度及有載條件下熔體所受電磁力大小，分析不同勵(lì)磁電流和頻率對(duì)凝固組織和成分分布的影響規(guī)律。
　　模擬結(jié)果表明:螺旋磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度具有以下空間分布特征，在軸向由中心向兩端減小，磁場主要集中分布在H=-150～150mm范圍，在徑向上隨著半徑增大而增大，主要

2、分布在R＜60mm范圍;隨著電流增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度和電磁力增大，隨著頻率的增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小而電磁力增大。
　　為檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果的合理性，本文對(duì)磁場分布進(jìn)行了實(shí)際測量，并做了相應(yīng)參數(shù)電磁攪拌對(duì)Pb-80％Sn合金凝固組織及成分偏析改善效果的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。測量結(jié)果表明:磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)際分布特征及隨電磁參數(shù)的變化規(guī)律與模擬結(jié)果相同，表明數(shù)值模擬具有可行性。
　　Pb-80％Sn合金實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:凝固曲線6.5min處鑄錠的固相率為6

3、7％，對(duì)應(yīng)熔體溫度205℃作為施加末端電磁攪拌的起始溫度;電磁攪拌在改善鑄錠凝固組織及成分偏析方面存在最佳電流和頻率，旋轉(zhuǎn)磁場和螺旋磁場的最佳電流值均為125A，對(duì)應(yīng)晶粒尺寸分別為140μm和133μm，對(duì)應(yīng)Sn含量差分別為1.95wt.％和1.12wt.％;旋轉(zhuǎn)磁場和螺旋磁場在改善凝固組織方面的最佳頻率分別為13Hz和10Hz，對(duì)應(yīng)晶粒尺寸分別為142.5μm和140.6μm，在改善成分偏析方面的最佳頻率均為13Hz，Sn含量差分別為