行波磁场用于铝熔体净化的研究

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铝在熔炼过程中极易与其他元素形成多种产物,这些产物常以夹杂物的形式进入到铝熔体当中。因此如何去除这些夹杂物对于提高铝及其合金产品的质量和性能十分重要。铝熔体净化处理技术已成为冶金工作者关注的重要课题。与传统净化工艺相比,行波磁场净化铝熔体技术利用非金属夹杂物与金属导体导电性的巨大差异,使他们在电磁力场受到的电磁力不同而使非金属夹杂物去除,在处理量和净化深度方面具有显著的优势,本文对该工艺进行了较为细致的探讨。通过模拟实验,对行波磁场净化铝熔体技术中影响感生电流分布和大小的因素进行了研究。结果表明,沿着磁感应强度的方向,增加金属熔体流网络的层数对感生电流分布影响不大,而在垂直磁场方向上,金属熔体网络的跨度必须尽量大于行波磁场发生器的极距,才能保证熔体中感生电流分布更趋均匀。采用外推的方法推断出工业条件下铝熔体中的极限感生电流值。采用轨线模型计算表明:当磁感应强度为0.1T,金属流单一通道的截面积为4mm~2时;720℃铝液中的极限感生电流为3.092A,铝液流速为2cm/s,电磁力作用距离达到0.42m时,铝液中10微米以上夹杂物可以全部去除。在模拟实验确立的工艺参数基础上,结合小型试验装置的制作经验,研发出了可供工业应用的行波磁场净化器,对主体试验设备调试后,进行了行波磁场净化技术与陶瓷泡沫过滤技术的工业对比试验,结果表明:采用行波磁场净化方法净化铝熔体,使铝熔体中40μm以上夹杂物全部去除,10μm~30μm夹杂物去除率50%以上,铝熔体处理能力达到4t/h,在铝熔体的净化深度和净化效率方面,行波磁场净化技术都要优于泡沫陶瓷过滤技术。
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