连铸电磁搅拌器设计.doc

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目 录
HYPERLINK \l "_Toc" 目 录 1
HYPERLINK \l "_Toc" 一、前 言 1
HYPERLINK \l "_Toc" 二、电磁搅拌的基本知识 2
HYPERLINK \l "_Toc" （一）、电磁搅拌技术的概述 2
HYPERLINK \l "_Toc" （二）、电磁搅拌器的组成与主要分类 2
HYPERLINK \l "_Toc" （三）、电磁搅拌器的工作原理 3
HYPERLINK \l "_Toc" （四）、电磁搅拌力的计算 4
HYPERLINK \l "_Toc" （五）、电磁场在铸坯中透入深度 6
HYPERLINK \l "_Toc" 三、连铸电磁搅拌器设计过程 7
HYPERLINK \l "_Toc" （一）、电磁搅拌器电源的选择 7
HYPERLINK \l "_Toc" （二）、电磁搅拌器本体设计 7
HYPERLINK \l "_Toc" 1、铁芯的设计 7
HYPERLINK \l "_Toc" 2、线圈的设计 11
HYPERLINK \l "_Toc" （三）、电磁搅拌器控制系统的设计 13
HYPERLINK \l "_Toc" 四、课程设计体会 15
HYPERLINK \l "_Toc" 五、参考文献 17
一、前 言
（一）、电磁冶金原理与工艺课程设计的目的：
电磁冶金原理与工艺课程设计是高等工业学校材料专业方向学生第一次较全面的对电磁冶金的了解和对电磁搅拌器设计的训练，是电磁冶金原理与工艺课程的一个重要实践环节。其主要目的在于：
（1）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。
（2）通过课程设计，使学生将所学理论与生产实际相结合，将知识转化为分析和解决生产实际问题的能力。
（3）通过电磁冶金原理与工艺课程设计的训练，使学生对电磁连铸和电磁搅拌有一较完整的概念和全面的认识。并初步掌握电磁搅拌器结构设计和工艺设计的方法，树立正确的工程设计观点。
（4）进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
（5）通过创新意识的教育，初步培养学生的革新、创造能力。
（二）、电磁冶金原理与工艺课程设计的任务：
电磁冶金原理与工艺课程设计任务是对连铸电磁搅拌器的主组成（电源、电磁搅拌器本体、控制系统等）和电磁搅拌工艺进行分析和设计，并给出相关计算的过程、绘制部分结构的草图，画出连铸电磁搅拌器的总装图，最后编写说明书一份。
二、电磁搅拌的基本知识
（一）、电磁搅拌技术的概述
电磁搅拌技术应用于连续铸钢是连铸技术最重要的发展之一，应用电磁搅拌技术是提高铸坯质量，扩大连铸品种的有效手段。电磁搅拌技术是利用不同形式的磁场发生装置，当连铸坯中的液态金属通过交变电磁场时，在液态金属中产生感生电流，感生电流与磁感应强度的作用产生电磁力。通过电磁力来控制连铸过程中钢水的流动、传热甚至凝固，从而提高钢的清洁度，扩大铸坯的等轴晶区，降低成分偏析，减轻或消除中心疏松和中心缩孔，实现生产优质、高等级钢材的目的。
电磁搅拌可以扩大铸坯的等轴晶体区，细化晶粒，减少偏析及裂纹，消除疏松和中心缩孔，对于目前提出的钢材料实现超纯净度、超细化及超均质化的要求，电磁搅拌更为钢铁工业的发展提供了新的活力。
（二）、电磁搅拌器的组成与主要分类
1、电磁搅拌器的基本组成
一般来说，无论那种类型的电磁搅拌器，其基本结构都由三部分组成：电源系统、电磁搅拌器本体、控制系统。
其中，电磁搅拌器本体主要是有铁芯、线圈、水冷却系统组成。
2、电磁搅拌器的主要分类
到目前为止，电磁搅拌已得到了迅速的发展，电磁搅拌器的形式也是多种多样：
根据电磁搅拌器在连铸机上的安装位置不同，主要分：结晶器电磁搅拌器、二冷区电磁搅拌器、凝固末端电磁搅拌器。
根据电磁搅拌的原理或供电方式不同,主要分：感应式电磁搅拌器、传导式电磁搅拌器、永磁式电磁搅拌器。
根据电磁搅拌器本体产生磁场的特点或引起液态金属运动形式不同，主要分：旋转型电磁搅拌器、线型电磁搅拌器、螺旋型电磁搅拌器。
根据电磁搅拌器在连铸机上的配置不同，主要分：单面电磁搅拌器、双面电磁搅拌器。
根据电磁搅拌器供电频率不同，主要分：工频电磁搅拌器、低频电磁搅拌器。
根据电磁搅拌器本体线圈的绕线形式不同，主要分：集中绕组的电磁搅拌器、分散绕组的电磁搅拌器、克兰姆绕组的电磁搅拌器。
（三）、电磁搅拌器的工作原理
电磁搅拌装置（Electromagnetic stirrer：EMS