电磁场作用下金属液中非金属夹杂物迁移行为的模拟研究

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现代科技的发展使得人们对钢材的质量要求也越来越高,而高品质钢的生产离不开对夹杂物的去除。为了充分发挥中间包的冶金性能,通过施加电磁场来实验净化钢液的作用,从而在电磁场作用下利于金属液中非金属夹杂物的去除。本文利用物理和数值模拟对感应加热中间包技术进行研究,分析中间包通道内磁感应强度的分布,并探讨不同因素对本实验的影响,得出了如下主要结论。(1)当其他条件不变时,线圈半径越小则磁感应强度会越大。在条件允许下,尽量选取内径较小的感应线圈。这样有利于玻璃管壁对夹杂物的吸附作用,使得实验过程中的现象更为明显。(2)线圈半径较小的磁场分布更为均匀,线圈内部的磁感应强度曲线变化较小,可以使得实验过程中夹杂物能均匀的吸附在通道壁面上,而非局限于线圈某一段区域。(3)常温水在12 A时的铁粉吸附率为63.7%,而沸水条件下在12 A时的铁粉吸附率为80.4%,可以看出在没有对流因素以及热泳力的影响下,高温沸水明显有利于铁粉的吸附效率。(4)当加入铁粉质量为20 g时,此时低电流条件下线圈对铁粉吸附的能力不足更为明显。当线圈中施加的最小的电流12 A时,其吸附效率仅为56.25%,不仅如此,不同电流条件下线圈对铁粉吸附能力都出现较大的下滑,由此可见,所用的玻璃管对铁粉的吸附能力存在上限。(5)感应线圈中施加电流强度为18 A条件下,向玻璃管内加入的铁粉粒径分别为5μm~500μm,通道壁面铁粉吸附率逐渐增大,其吸附率从45.2%增大到88.6%。可以得出,在电磁场中,金属液中的非金属夹杂物粒度越大越容易被通道所吸收。
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