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《大连理工大学》 2000年
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钢电磁铸造复合感应器系统的研究及电磁场的有限元法计算

侯晓光  
【摘要】: 钢的密度是铝的1.7倍,电导是铝的1/6倍,通过估算得出:采用普 通电磁铸造感应器,钢电磁铸造需要的电流是铝的4.4倍,即22000A左 右。这样大的电流实际中不仅难以达到,而且能耗巨大。针对这一特点, 本文讨论了在电磁铸造中提高磁感应强度的三种途径,并由此提出了采 用复合感应器系统进行钢电磁铸造的新方法。 根据复合线圈与电磁感应线圈截面的不同结合情况,本文提出了钢 电磁铸造单、双和三复合界面感应器系统的设计方案,建立了各种设计 方案的物理模型并利用电磁场的镜像理论对他们进行了分析和评价。 实测了复合感应器系统的磁场分布规律,结果发现复合线圈的加入, 单复合界面感应器系统磁场增强了1.85倍;双复合界面增强了2.26倍; 三复合界面增强了2.64倍,说明复合感应器系统工艺设计优于普通感应 器,完全可以实现钢液悬浮的要求。并由此得出钢电磁铸造复合感应器 系统的多种优化设计参数:复合线圈高度h=15~20mm,复合线圈探入深 度d=0~5mm,成型系统间隙δ≤2mm。 讨论了复合线圈与电磁线圈之间的间隙、复合线圈材料的方向性以 及电磁线圈匝数和电流对磁场增强和分布的影响,得到了对指导复合感 应器系统设计有意义的结果。 为进一步评价复合感应器系统,采用密度与钢液相近的锡液研究了 其半悬浮液柱的成型状况,结果表明,相同电参数条件下,复合感应器 系统内金属液柱宽度减小,高度增大。 对包含复合线圈的电磁场计算做出了初步探讨,建立了基于有限元 的电磁场数值计算模型,并利用它对钢电磁铸造复合感应器系统进行了 计算,结果与实验基本吻合,证明该模型是可行的。 指出了复合感应器系统存在的问题,并展望了其发展前景,认为采 用复合感应器系统可以实现钢电磁铸造。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TG233

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【引证文献】
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【共引文献】
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