電解鋁液電磁場鑄軋晶粒細化機理初探及磁場計算.pdf

1、針對不同的鋁合金、不司的鋁熔體有不同的頻率響應,本文將電解鋁液電磁場鑄軋機理作為研究重點之一,通過對電解鋁液電磁場鑄軋帶坯晶粒細化機理及生產工藝的研究與分析,確定電磁感應器及其供電系統(tǒng)的基本設計方案,即:電磁感應器采用二相低頻交流電源供電,鐵芯線圈采用集中式繞組;供電系統(tǒng)設計為交-交變頻裝置,并采用邏輯無環(huán)法控制.在大量實驗室及工業(yè)試驗研究的基礎上,對電磁外場環(huán)境下電解鋁液凝固結晶機制進行分析和探討,建立鑄造區(qū)內鋁熔體的流體動力模型,并

2、提出機械"搓擦"效應,揭示電磁場對鋁帶坯宏、微觀組織及力學性能的影響.根據(jù)流體機械緩和時間特性,通過理論計算與分析確定最佳電磁場頻率為以15Hz為中心,5Hz為公差的頻率帶,最佳勵磁電流換向周期為勵磁電流周期的3~5倍,從而為制定合理的生產工藝提供理論依據(jù).研究電磁場鑄軋的機理離不開對電磁場的分析,因此,本文另一重點為電磁場鑄軋電磁場的分析與計算.一方面,根據(jù)矢量運算法則及電磁學原理,定性地說明行波磁場和脈振磁場的產生,從而闡述電磁感應

3、器的工作原理,即通過產生一以行波為主,脈振波為輔的復合磁場,對供料嘴內及鑄軋區(qū)內的鋁熔體進行電磁攪拌和電磁擾動,以達到細化晶粒,提高帶坯綜合性能的目的.另一方面,借鑒直線感應電機的分析方法,將一復雜的三維磁場分解為一平面磁場及沿該平面垂線方向的一維磁場,并建立相應的計算模型.在電磁感應器一維模型中,對氣隙磁場磁感應強度及電磁推力進行數(shù)學公式推導,結果表明氣隙磁場磁感應強度沿鑄軋輥軸線方向呈多頻率沖擊行波.通過利用有限元法對電磁場鑄軋的y