电磁搅拌_精品文档
电磁搅拌器的原理
电磁搅拌器的原理一、电磁搅拌器的工作原理1、平板式电磁搅拌器的工作原理与直线电动机的工作原理相似，感应器相当于电机的定子，金属熔液相当于电机的转子，炉底的厚度决定了电机的气隙，因此，它相当于一个气隙很大的直线电动机。
当在感应器线圈内通入低频电流时，就会产生一个低频行波磁场，这一磁场穿过炉底，作用于金属熔液，在金属熔液中产生感应电势和电流，这感生电流又和磁场作用产生电磁力，从而推动金属熔液定向流动，起到搅拌作用。
（图一）平板式电磁搅拌器原理示意图2、旋转式电磁搅拌器的运行原理类似于异步电机，感应器相当于电动机定子，金属熔液相当于转子，搅拌器产生的旋转磁场作用于溶融的金属液，在其中产生感应电流，该电流又与搅拌器产生的磁场相互作用而产生电磁力，推动金属熔液旋转。
（图二）旋转式电磁搅拌器原理示意图（图三）旋转式电磁搅拌器三维示意图由此可知，电磁搅拌是靠电磁力对金属液体进行非接触搅拌的，不会象用机械搅拌那样污染熔体。
通过改变电流的大小即可调整搅拌力，改变两相电流的相位即可改变搅拌方向，因此搅拌方便而充分，使熔体的温度和合金成分均匀，这在合金熔铸过程中是很重要的。
电磁搅拌装置一般设有强搅、弱搅、正搅、反搅、自动搅拌等多种搅拌方式，可以满足生产过程的不同需要，电磁搅拌装置是冶金熔铸行业不可替代的设备。
二、搅拌效果采用先进的电磁搅拌技术，经过国内外大量的实验与工业生产通过使用电磁搅拌所达到的主要效果：降低夹渣含量；减少中心缩孔；消除宏观偏析；增加等轴晶比率；改善凝固组织等；三、系统组成变频电源：通过交-直-交变频方式将单相或三相50HZ工频电源转换为频率0.5-30HZ连续可调，电压0-380V可调的相位互差90度两相或120度三相电源供给感应器产生磁场。
感应器：感应器为能量转化部件，将电能转化为磁能作用于金属熔体作功，达到搅拌效果。
加热系统：完成金属加热熔炼及恒温控制功能，通过PID有效调节加热功率以达到炉温的有效设定控制。
电磁搅拌技术培训
板坯连铸流动
Brian Thomas Simulation
和水口射流相关的质量问题
影响钢液面 – 湍流 钢液面波动影响表面质量 – 钢液面表面速度太高导致不稳和 卷渣 – 钢液面表面速度太低导致低温 影响坯壳 – 射流冲击窄面坯壳 – 温度场不均匀，坯壳厚度不均 – 内部应力，表面和皮下裂纹 – 拉漏 射流深入，夹杂
二 电磁搅拌的作用
通过电磁力的作用，改变钢液凝固过程 的流动、传热和传质机制，实现改善铸 坯表面质量、减轻铸坯偏析和缩孔缺陷、 扩大等轴晶区、提高拉坯速度的目的。
结晶器电磁搅拌（M-EMS）
1特点：钢水在结晶器内，搅拌器置于结晶器外围。搅 拌器的铁芯所激发的磁场通过结晶器的钢质水套渗入钢 水中，借助电磁感应产生的电磁力，促使钢水产生旋转 运动或上下垂直运动。 2作用：钢水运动有利于减低过热度，可适当提高钢水 的过热度，有利于去除夹杂物，提高铸坯的清洁度。 （低温浇注） 钢水运动可清洗凝固壳表层的气泡和夹杂物，改善了铸 坯的表面质量； 钢水运动可把树枝晶打碎，增加等轴晶核心，改善铸坯 内部结构； 结晶器钢-渣界面经常更新，有利于保护渣吸收上浮的 夹杂物。
结晶器电磁搅拌
内置式是指搅拌器本体位于结晶器内水套 （内水套必须采用无磁不锈钢制造）与外壳 之间，依靠结晶器的循环水来冷却线圈。 优点： 体积小，所需电源功率较小，电源与单个搅 拌器的制造成本较低。 缺点：更换结晶器时须同时安装搅拌器
结晶器电磁搅拌
外置式是指搅拌器位于整个结晶器的外面， 结晶器原来采用碳钢的部件需采用无磁不锈 钢制造。外置式搅拌器需配备独立的循环水 系统来冷却线圈。 优点： 每流只需一台，在更换结晶器时不需要重新 接线。 缺点：体积大，所需电源功率较大。
电磁搅拌工作技术2
图2 板坯S-EMS工作原理冷区布置一对行波磁场搅拌器，激发向一个方向行进的行波磁场。
该行波磁场在铸坯内感生感应电流J，感应电流J与外加磁场相互作用，在铸坯的钢水内产生电磁力，即⨯=电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，推动钢水向一个方向运动。
值得注意的是钢水流动方向始终和行波磁场方向相一致，如行波磁场方向倒向，钢水也随之改变流动方向。
二电磁搅拌冶金机理现代理论认为电磁搅拌改善铸坯组织结构的机理主要基于以下几点：a）改变凝固过程的动力学条件（即机械模型理论）；b）改变凝固过程中热力学条件（即热模型理论）；c）改善凝固过程的物质迁移条件。
传统机械模型理论：电磁搅拌作用是打断枝晶梢成为等轴晶核,使晶粒细化形成细密的等轴晶；认为安装位置过高，搅拌作用过早终止而再次产生柱状晶；安装位置过低，搅拌作用无法切断已形成搭桥的柱状晶。
热模型理论：热模型理论能更好的代替传统机械模型理论解释电磁搅拌所起作用：电磁搅拌的作用加速了钢液的流动，从而改善了热传导条件，降低固液界面后大容量钢水的温度梯度，使得钢液过热度更容易消除，过热度消除并且钢水温度下降到液相线和固相线之间，更利于等轴晶的生长，可获得较大的等轴晶区；打断枝晶梢成为等轴晶核；增加横过粥状区的温度梯度，增加粥状区中的局部传热或减少局部凝固时间。
物质迁移凝固过程各种元素迁移。
三电磁搅拌参数设计连铸电磁搅拌的实质在于借助电磁力的作用来强化铸坯中末凝固钢液的运动，从而改变钢水凝固过程中的流动,传热和迁移过程，达到改善铸坯质量的目的。
影响连铸电磁搅拌的冶金效果的主要因素在于：a. 电磁搅拌的形式及安装位置。
b. 不同钢种的末凝固钢液需要多大的电磁推力。
c. 电磁搅拌器能否提供足够大的电磁推力。
d. 电磁搅拌的作用区域是否足够大。
第3、4个因素取决于电磁搅拌器的参数及结构设计水平，而第1、2个因素则取决于电磁搅拌器的运行工艺。
因此,一套电磁搅拌装置要达到最佳的冶金效果,除了要求其本身性能优良外，还要求使用操作者有一定的实践经验，需要使用操作过程中不断的积累和丰富。
电磁搅拌系统(ppt文档)
6）按下“搅拌启动”按钮，“搅拌启动”指示 灯亮，“搅拌停止”指示灯熄灭，搅拌开始。
7） 按下“搅拌停止”按钮，“搅拌停止”指 示灯亮，“搅拌启动”指示灯熄灭。搅拌停止。 （在搅拌运行过程中，搅拌定时时间到按下 “停止搅拌”按钮，搅拌停止。）
8）按下“主电源停止”按钮，接触器断开， “主电源停止”指示灯亮。
“↑”：待机状态下，切换显示当前时间、当前日期和当 前设定搅拌参数；在设置状态下，为向上流动菜单，设定 值递增。
“↓”：待机状态下，切换显示当前时间、当前日期和当 前设定搅拌参数；在设置状态下，为向下流动菜单，设定 值递减。
“确认”：确认操作，错误告警后返回自动机状态。
“取消”：确认操作之前取消设定值，返回自动机状态。
电磁搅拌系统
一、作用 二、构造 三、原理 四、操作 五、维护保养及注意事项 六、经常出现的故障及排除
一、作用
电磁搅拌可以对铝熔液进行无接触 有效搅拌，一般放置在炉底，其优点 如下：①操作方便；②搅拌充分均匀； ③不污染铝熔液；④熔体温度均匀； ⑤可减少烧损；⑥不破坏氧化膜，可 减少氧化渣，减少清炉次数，减少熔 体吸气；⑦可使氧化渣定向移动，便 于清渣；⑧可减轻工人的劳动强度。
（6）定期检查各个电缆接头是否有氧化发热 等接触不良现象。
（7）定期检查低频电源的输出电压及电流波 动，并及时坚固。
（8）定期检查各紧固件有无松动，并及时紧 固。
（9）严防炉底漏铝和感应器室进水。
（10）定期检测感应器室内温度应小于70度。
（11）设备的检修与维护须由专业技术人员操 作。
二、构造
电磁搅拌系统主要由感应 器、变频电源、冷却系统和 拖动系统等几部分组成。
三、原理
电磁搅拌
电磁搅拌科技名词定义中文名称：电磁搅拌英文名称：electromagnetic stirring，EMS其他名称：EMS技术定义：利用电磁效应实现熔体的搅拌，熔炼时使温度和成分均匀、连铸时控制凝固过程的工艺。
应用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料合成、制备与加工（三级学科）；特种冶金（四级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录定义原理模式效果编辑本段定义任何通有电流的导体，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线的运动时，导体中就会产生电流这种现象叫电磁感应。
旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。
三相交流电能够产生旋转磁场。
当旋转磁场半径很大时，就成了直线运动的行（xing）波磁场。
直线搅拌：由行波磁场产生的，使钢水以一定速度向磁场运动方向运动，故称直线搅拌。
钢水的流动方向始终和磁场的运动方向相一致。
编辑本段原理电磁搅拌器（Electromagneticstirring:EMS）的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。
具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。
编辑本段模式根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置大致有以下几种模式结晶器电磁搅拌：MoldElectromagneticstirring:MEMS搅拌器安装在结晶器铜管外面二冷区电磁搅拌：StrandElectromagneticStirring:SEMS搅拌器安装在铸坯外面凝固末端电磁搅拌：FinalElectromagneticstirring:FEMS用于方坯连铸搅拌器安装在铸坯外面编辑本段效果搅拌位置冶金效果适用钢种MEMS 增加等轴晶率低合金钢减少表面和皮下的气孔和针孔弹簧钢减少表面和皮下的夹杂物冷轧钢坯壳均匀化中高碳钢等稍稍改善中心偏析SEMS扩大等轴晶率不锈钢减少内裂改善中心偏析工具钢减少中心疏松FEMS细化等轴晶弹簧钢有效地改善中心偏析轴承钢有效地改善中心缩孔和疏松特殊高碳钢。
磁力搅拌_精品文档
磁力搅拌磁力搅拌是一种常用于实验室、工业生产及医药领域的混合技术。
它基于磁力的原理，通过周围的磁场将不可溶性物质悬浮于液体中并进行搅拌。
这种搅拌方法减少了不同物质间的摩擦，使混合更加均匀而高效。
1. 磁力搅拌的原理磁力搅拌是利用强磁铁和磁力驱动器的相互作用来实现的。
首先，将磁力驱动器（通常是一个旋转磁场产生器）放置在容器外部。
然后，在容器内部添加需要搅拌的液体，并将强磁铁放置在容器底部。
当磁力驱动器开始运转时，通过旋转磁场的作用，强磁铁受到磁力的引导，形成一个旋转的磁场。
这个旋转的磁场会将强磁铁下方的液体搅拌起来，实现混合的目的。
2. 磁力搅拌的优势磁力搅拌具有多种优势，使其成为实验室和工业生产中的理想选择之一。
首先，磁力搅拌避免了机械传动带来的摩擦。
传统的机械搅拌器需要通过轴承和密封装置传递能量，容易造成机械部件的磨损和泄漏。
而磁力搅拌器没有机械部件，不会发生这些问题。
其次，磁力搅拌不会产生火花和电磁辐射。
在某些需要反应温度较高或对环境灵敏的实验中，传统的机械搅拌器可能产生火花，造成危险。
而磁力搅拌仅仅利用磁力并不涉及电流，因此避免了这些风险。
最重要的是，磁力搅拌可以实现更高效、更均匀的混合。
由于磁力搅拌不受限于机械传动，可以提供连续且不间断的搅拌过程。
这使得化学反应、溶解、聚合等过程更加充分，并且确保了物质的均匀分布。
3. 磁力搅拌的应用领域磁力搅拌广泛应用于实验室、工业生产及医药领域。
在实验室中，磁力搅拌器常用于化学合成、生物技术、蛋白质结晶、药物发现等领域。
在工业生产中，磁力搅拌器可以应用于化工、食品、生物制药等行业的混合、反应和制备过程中。
在医药领域，磁力搅拌技术被广泛运用于药物制剂中，以确保药物的均匀混合和稳定性。
4. 磁力搅拌的注意事项尽管磁力搅拌具有许多优势，但使用时仍需注意以下事项。
首先，选择合适的磁力驱动器和强磁铁。
不同液体和容器的混合需要不同的搅拌速度和力度，因此应根据具体要求选择适当的设备。
(技师考试材料连铸课件)28电磁搅拌(EMS)
1、单一搅拌
• 中、厚板
– 要求内部均匀 – F-EMS
• 薄板
– M-EMS
• 小方坯
– S-EMS
• 小方坯
1、单一搅拌
1、单一搅拌
• 中、厚板
– 要求内部均匀 – F-EMS
• 薄板
– M-EMS
1、单一搅拌
1、单一搅拌
2、组合搅拌
• 高合金、不锈 钢
– 要求强度大 – S+F-EMS
压，造成凝固前沿碳等元素发生负偏析 • 3、对中心线夹杂的影响 • 过强的搅拌、夹杂会在中心线聚集，因向
心力过强时影响了上浮。
内置式结构示意及实物照片重钢炼钢厂 DJMR-1522N
• 内置式结构示意图
双线圈外置式搅拌器总装照片（上）、 制动器（左下）、主搅拌器（右下） 润
忠炼钢厂DJMR-1414WS
一 、 电 磁 搅 拌 的 作 用
一、电磁搅拌的作用
一、电磁搅拌的作用
一、电磁搅拌的作用
一 、 电 磁 搅 拌 的 作 用
一、电磁搅拌的作用
二、电磁搅拌的原理
1、磁场相对钢液运动 2、钢液产生感应电流 3、二者作用产生电磁力 4、驱动钢液运动
三、电磁搅拌的工作环境
1、高温 2、涡流
四、电磁搅拌的分类
– 结晶器水套不锈钢或铝
结晶器电磁制动E-MBR
• 位置
– 结晶器中上方
• 作用
– 减小注流流速
• 恒定磁场 • 高速板坯
结晶器电磁制动E-MBR
• SMS
二冷区电磁搅拌
二冷区电磁搅拌S-EMS
• 位置
– 坯壳厚度1/4铸坯厚
• 作用
– 减少成份不均和疏松
金属冶炼中的电磁搅拌技术及其应用
VS
研究方向包括研究不同技术之间的相 互作用机制、优化工艺参数、提高金 属回收率等。通过这些方面的研究， 可以进一步拓展电磁搅拌技术的应用 范围，推动金属冶炼技术的进步。
环保与节能减排的研究方向
随着环保意识的不断提高，金属冶炼过程中的环保与节能减排问题越来越受到关 注。未来需要加强这方面的研究，以实现金属冶炼的可持续发展。
。
降低能耗
由于熔炼时间的缩短和 效率的提高，电磁搅拌 技术可以有效降低熔炼
过程的能耗。
在连铸过程中的应用
铸坯质量提升
通过在连铸过程中使用电磁搅拌，可 以改善铸坯的结构，提高其质量。
减少裂纹和缺陷
电磁搅拌有助于消除连铸过程中的应 力集中，减少铸坯裂纹和内部缺陷。
提高铸坯的冷却速度
通过增强金属液的流动，电磁搅拌可 以加快铸坯的冷却速度，缩短生产周 期。
污染。
03
金属冶炼中电磁搅拌技术 的应用
在熔炼过程中的应用
熔炼速度提升
通过电磁搅拌，可以加 速金属的熔化过程，缩 短熔炼时间，提高生产
效率。
成分均匀性增强
在熔炼过程中，电磁搅 拌有助于使金属成分更 加均匀，提高产品质量
。
减少杂质与气体
通过搅拌作用，有助于 去除金属中的气体和杂 质，减少孔洞和夹杂物
对金属性能的影响
提高力学性能
细化晶粒和改善组织均匀性可以提高金属的力学性能 ，如强度、韧性等。
改善耐腐蚀性能
通过减少偏析和改善组织均匀性，可以提高金属的耐 腐蚀性能。
提高加工性能
改善金属组织的均匀性和细化晶粒可以提高金属的加 工性能，如切削加工性能。
对金属冶炼效率的影响
01
02
03
提高熔炼速度
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电磁搅拌
电磁搅拌技术（Electromagnetic Stirring）
作为一种常用于工业生产和实验室研究中的搅拌技术，电磁搅拌（Electromagnetic Stirring，简称EMS）通过在液体中施加电磁力，使流体产生循环运动。
它在许多领域中发挥着关键作用，尤其在冶金、石油化工和医药等领域中。
1. 原理
电磁搅拌是基于法拉第电磁感应定律的原理。
通过在液体中产生电场和磁场，可以使液体中的电荷受到力的作用从而产生流动。
一般来说，电磁搅拌系统由电磁铁、电磁铁外罩和电源组成。
电源提供电流，电磁铁的外罩用于集中和引导磁场。
当电流通过电磁铁时，会产生磁场，从而在液体中施加力，引起液体的搅拌运动。
2. 应用领域
2.1 冶金领域
电磁搅拌技术在冶金领域得到广泛应用，尤其在铸造和熔炼过程中
起到关键作用。
在铸造过程中，电磁搅拌可以改善铸件的凝固过程，减少缺陷和气孔的形成。
在熔炼过程中，电磁搅拌能够均匀分布金
属中的杂质，提高冶炼效率和质量。
2.2 石油化工领域
在石油化工领域，电磁搅拌技术被广泛应用于油品储存、液化天然
气（LNG）生产、化工反应等方面。
通过使用电磁搅拌，可以提高
石油产品的质量，减少异物和沉淀物的生成，同时加速化学反应的
进行。
2.3 医药领域
在医药领域，电磁搅拌技术常被应用于制药和生物技术中。
在制药
过程中，电磁搅拌可以促进药物和溶剂的混合，提高药品的均匀性
和纯度。
在生物技术领域，电磁搅拌可用于培养细胞和微生物，提
供均匀的环境，促进生物反应的进行。
3. 优势
3.1 均匀性
电磁搅拌能够提供均匀的搅拌效果，确保液体中各个部分的温度、
浓度、流速等参数均匀分布。
这对于需要保证产品质量和化学反应
的均匀性非常重要。
3.2 灵活性
电磁搅拌系统可以根据需求进行调节，改变搅拌速度、搅拌力和搅
拌时间等参数，以适应不同的工艺条件和实验需要。
这种灵活性使
得电磁搅拌技术非常适用于各种工业生产和研发过程。
3.3 可控性
由于电磁搅拌技术可以通过调节电流和电磁场强度来控制搅拌效果，因此可以实现对搅拌过程的精确控制。
这对于需要精确控制反应速
率和产品品质的工艺非常重要。
4. 发展趋势
随着科学技术的发展和需求的增加，电磁搅拌技术正处于不断创新
和改进的阶段。
一些新的材料和设计被引入到电磁搅拌系统中，以
提高搅拌效果和系统的稳定性。
此外，电磁搅拌技术与其他技术的
结合也在逐渐发展，如超声波和微波等技术。
这将进一步扩大电磁
搅拌技术的应用范围和效果。
总之，电磁搅拌技术作为一种重要的工业和实验室搅拌技术，在多个领域中扮演着关键角色。
它通过施加电磁力，使液体产生循环运动，从而实现温度、浓度、流速等参数的均匀分布。
具有均匀性、灵活性和可控性等优势，电磁搅拌技术的发展将为工业生产和科学研究带来更大的便利和效益。
未来，随着技术创新的推动，电磁搅拌技术有望在更多领域中得到应用并发挥更大的作用。