钢的无模电磁铸造不需要振动和润滑系统,可减少设备投资,如果钢的电磁铸造能够实现,将带来巨大的经济和社会效益。钢与铝相比具有密度大、电导率小、趋肤深度大等物理特性,钢的电磁铸造需要强大的磁场支持,悬浮钢液所需的磁通密度是铝液的约4.4倍。在不增加电源功率消耗的情况下,本文选用在普通感应器的基础上增设磁性材料来制作复合感应器系统,用以增强磁场强度。 复合线圈宜选用软磁材料制作,根据复合感应器的特点,本文选用在电源变压器中有着广泛应用,并且工艺比较成熟的冷轧取向硅钢片制造复合感应线圈。硅钢片的叠片方式及片间的绝缘对磁场增强有较大的影响。 利用电磁场的镜像理论分别对单、双和三复合界面感应器系统增强磁场的原理进行了理论解析,并以此为依据设计复合感应器系统及参数优化。 用小线圈法对复合感应器内的磁场强度和分布进行测量,对不同条件下磁场分布进行分析。结果表明单、双和三复合界面感应器系统分别比普通感应器磁场强度增强1.5、1.9和2.2倍。 由电磁场理论分析及磁场强度实测得到复合感应器系统的参数:感应器选用斜边结构,复合线圈硅钢片的叠片要使轧制方向与磁力线平行,复合线圈与感应线圈的间隙要尽量最小,复合线圈的高度20mm,且复合线圈的截面积尽量大,复合线圈探入感应线圈的深度大约5mm为宜。 复合感应器系统基本能适用于钢电磁铸造,且若将复合感应器系统应用于铝等轻金属的电磁铸造上,可减少能源消耗,带来可观的经济效益。