[实用新型]一种用于模拟钢水搅拌过程的电磁搅拌实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验室实验教学仪器技术领域，具体的说是一种用于模拟钢水搅拌过程的电磁搅拌实验装置。

背景技术

近年来, 随着连续铸造技术的发展, 对连铸坯内部质量提出了更高的要求，而铸坯内部质量在很大程度上取决于铸坯内部是否呈现均匀而致密的等轴晶凝固组织。但是在连铸坯实际凝固过程中，由于冷却速度很快，造成铸坯凝固时柱状晶的发展，往往产生“搭桥”现象，导致铸坯内缩孔偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷产生。电磁搅拌技术对提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、降低夹杂物含量并促进成分均匀化、改善铸坯内部、表面和次表面质量具有重要作用。

电磁搅拌（EMS）技术的基本原理就是一个载流的导体处于磁场中就要受到电磁力的作用而发生运动。在铝合金、铜合金、钢铁等金属的连续铸造过程中，当频率较低的电磁场以一定的速度切割金属液时，便在金属液内产生频率相同的感生电流，液态金属作为载流导体，在外加电磁场的作用下产生电磁力，该电磁力能够驱动金属液进行有规律的运动。电磁搅拌技术的实质就在于借助电磁力的作用强化铸坯液穴中钢水的运动，通过改善铸坯凝固过程中的熔体流动、传热和传质条件来细化晶粒、增加等轴晶率、减轻中心缩孔和偏析、减少夹杂及气孔、从而达到提高铸坯质量的目的。

随着连续铸造技术的不断发展和连铸合金种类的不断增加，应用在连铸上的电磁搅拌技术即连铸电磁搅拌技术越来越受到重视，并在实际生产中取得了良好的技术和经济效益。可以说，连铸电磁搅拌技术的应用促进了高效优质连铸技术的进步，是20世纪60年代以来连铸技术及电磁冶金技术最重要的发展之一。目前，在世界范围内大约有300多台连铸机上采用了电磁搅拌技术，我国目前应用于连铸设备的电磁搅拌装置有100多套，电磁冶金技术已经日趋成熟。在工业领域蓬勃发展的电磁冶金技术需要我国高校培养大批相关专业的优秀技术人才。目前市场上在售的电磁搅拌器主要是应用于工业领域的感应式旋转型电磁搅拌器和线型电磁搅拌器两种，体积和重量都比较大，而且价格高昂，缺少一种原理简单易懂，体积和重量较小，价格低，使用安全方便的电磁搅拌实验教学方法与装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于模拟钢水搅拌过程的电磁搅拌实验装置，该装置原理简单易懂，体积和重量较小，价格较低，使用安全方便，应用于电磁冶金技术教学过程中的旋转电磁搅拌实验或者线型电磁搅拌实验，比较直观，学生易于接受。

本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种用于模拟钢水搅拌过程的电磁搅拌实验装置，包括电磁搅拌器本体，电磁搅拌器本体通过电缆线连接有低频电源和控制系统，电磁搅拌器本体包括导磁铁芯、感应线圈和水冷却装置，电磁搅拌实验装置还包括升降支架，升降支架的一端连接有金属转筒，金属转筒通过升降支架能够自由进出电磁搅拌器本体的内腔，且金属转筒能够在电磁搅拌器本体的电磁场的电磁力作用下进行模拟钢水搅拌过程的运动。

作为一种优选方案，所述电磁搅拌器本体呈圆筒形结构，且所述的电磁搅拌器本体为旋转型电磁搅拌器，金属转筒的中轴线与电磁搅拌器本体的中轴线重合，且金属转筒能够在电磁搅拌器本体的电磁场的电磁力作用下进行模拟钢水搅拌过程的旋转运动。

作为一种优选方案，所述电磁搅拌器本体呈圆筒形结构，且所述的电磁搅拌器本体为线型电磁搅拌器，金属转筒的中轴线与电磁搅拌器本体的中轴线垂直，且金属转筒能够在电磁搅拌器本体的电磁场的电磁力作用下沿着行进磁场的方向作直线运动。

作为一种优选方案，所述金属转筒由导磁金属制成。

作为一种优选方案，所述金属转筒的材质为铝合金或铜合金。

作为一种优选方案，所述的升降支架包括底座、垂直连接在底座上的套筒和一端套设在套筒中的L型杆，所述底座内固设有电机，套筒的下端与电机的输出轴连接，所述L型杆包括水平杆和套设在套筒中的垂直杆，其中，水平杆通过连接线与金属转筒连接，垂直杆为丝杠，套筒的上端的内壁面为套设在丝杠上的螺纹结构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供了一种用于模拟钢水搅拌过程的电磁搅拌实验装置，可以很直观的应用于电磁冶金技术教学过程的旋转型和直线型电磁搅拌实验中，体积和重量小，价格低，使用安全方便；而且解决了实验控制不精确，实验状态与实际相差太远等难题，同时，该装置与现有的生产工艺流程十分接近，弥补了实验教学过程不能反映实际生产工艺的问题；