电磁冶金
电磁冶金概论
电磁冶金概论班级：冶金11-A2 学号：************ 姓名：***电磁冶金在连铸中的应用匡德强辽宁科技大学，冶金工程，E-mail：****************摘要：电磁冶金——材料的电磁工艺，作为冶金与材料领域中一个新兴的交叉学科的分支，正在蓬蓬勃勃地发展起来。
电磁冶金方面的研究成果为人类在各类材料的制取、凝固、成型、处理等工艺过程中发挥着越来越大的作用。
近50年来，仅电磁搅拌工艺理论与技术的研究成果在工业中的应用所带来的巨大经济效益，就已使人们感到这门学科的重要性和进一步研究、开发、应用的迫切性。
关键词：电磁冶金；连铸；Abstract: the electromagnetic process of electromagnetic metallurgy, materials, as an emerging in the field of metallurgy and material of the interdisciplinary branch, Is vigorously developed. The research of electromagnetic metallurgy for human in the production, solidification, molding and processing of various materials such as technology plays a more and more important role in the process. Electromagnetic stirring technology in recent 50 years, only the research achievements of theory and technology in the industrial application of the huge economic efficiency, has been to make people feel the importance of the subject and the urgency of further research, development and application.Key words: electromagnetic metallurgy; Continuous casting;1 电磁冶金1.1 电磁冶金发展概况电磁冶金是以电磁热流体力学理论为基础，研究冶金过程和材料制造的新兴工程学科。
电磁冶金
电磁技术在冶金中的应用杨治刚11721466（上海大学材料科学与工程学院）摘要：本文简单的介绍了电磁冶金的发展，重点分析了电磁技术在冶炼，连铸和无损检测方面的应用，在电磁连铸中，分析了电磁搅拌、电磁制动和软接触电磁连铸技术的特点以及各技术的应用现状。
并对电磁技术在冶金中的发展前景进行了的展望。
关键词：电磁冶金；冶炼；连铸，无损检测；电磁搅拌；电磁制动；软接触The application of electromagnetic technologyin metallurgyZhigang Yang 11721466(School of Material Science and Engineering, Shanghai University) Abstract: This article simply introduces the development of electromagnetic metal- urgy. And the application of electromagnetic technology in smelting, casting and nondestructive testing is analyzed. In the electromagnetic continuous casting, the characteristic and the present situation of the application of the electromagnetic stirring, electromagnetic brake and soft contact electromagnetic continuous casting technology are introduced. And the developing prospect of electromagnetic technology in metallurgy is also discussed.Keywords：electromagnetic metallurgy; smelting; casting; nondestructive testing;electromagnetic stirring; electromagnetic brake; soft contact1.前言磁流体力学(Magneto hydro dynamic，即MHD)是研究导电流体在电磁场作用下运动规律的一门学科。
电磁冶金
《电磁冶金概论》院 (系):材料与冶金学院专业: 冶金工程班级:冶金11-A2班学号: 120113202069学生姓名: 吴沛洪指导教师: 许长军 __电磁搅拌技术在连铸中的应用吴沛洪（辽宁科技大学冶金11-A2班）摘要：介绍了电磁技术的产生及发展,以及电磁技术在连铸过程中的应用,包括电磁搅拌、电磁制动、软接触电磁连铸技术，总结了前人的研究，分析了电磁连铸的优点与不足，以便连铸工作者们参考。
关键词：电磁搅拌连铸Electromagnetic stirring technology in the application of the continuous castingWu Pei-hong（University of Science and Technology Liaoning Metallurgical Engineering11-A2）Abstract: The generation and development of electromagnetic technology is introduced, and the application of electromagnetic technology in continuous casting process, including electromagnetic stirring, electromagnetic braking, soft contact electromagnetic continuous casting technology, summarizes the predecessors' research, analyzes the advantages and disadvantages of electromagnetic continuous casting, so that the continuous casting workers reference.Keywords:The electromagnetic Stir Continuous casting近年来，连铸坯的质量越来越受到重视，因而围绕提高连铸坯质量的研究工作也取得了很大的进展。
40-2-1-C-鞍钢电磁冶金技术的应用现状OK
鞍钢电磁冶金技术的应用现状金百刚，王军，陈明，任子平，王文仲，李立勋鞍钢股份有限公司，辽宁鞍山，114021摘 要:论述了电磁搅拌和电磁制动技术在鞍钢鲅鱼圈分公司板坯连铸机的应用研究现状，研究结果表明：电磁搅拌采用新型布置方式所产生的磁场强度比外方原设计布置方式的场强提高了40%，45#钢的应用结果表明，在新型布置方式条件下，铸坯的等轴晶率达到55%。
多钢种的应用实验表明，品种钢铸坯的平均合格率提高了0.24%。
电磁制动技术的应用显著降低了液面波动，减少了铸坯内部夹杂物，对于洁净钢生产起到了关键作用。
关键词:电磁搅拌，电磁制动，流动控制，等轴晶率，夹杂物中图分类号：TF777; 文献标识码： A1、序言电磁冶金技术应用于连续铸钢是连铸技术最重要的发展之一，应用电磁冶金技术是提高铸坯质量，扩大连铸品种的有效手段[1-4]。
电磁冶金在连铸生产中成功使用的技术主要有电磁搅拌和电磁制动技术。
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。
电磁制动技术通过电磁力来控制结晶器内钢液面的扰动，不仅防止保护渣的卷吸，而且也使保护渣铺展均匀，从而减少铸坯的表面裂纹。
并且通过减小流股的向下速度和冲击深度，有利于减少铸坯内部夹杂物，促进坯壳均匀生长，使漏钢和角裂的危险大大减少[5,6]。
鞍钢鲅鱼圈分公司板坯连铸机引进了国际先进的结晶器电磁制动和二冷区电磁搅拌技术，本文论述了电磁搅拌和电磁制动技术在鞍钢鲅鱼圈分公司的应用研究现状，考察了3种电磁搅拌器的布置方式对搅拌效果的影响，在此基础上，通过正交试验法考察了电磁搅拌在生产中使用所需要的较佳的参数。
并初步考察了电磁制动在生产中的使用效果，得出了适合生产应用的合理的电磁冶金参数，并指出了进一步研究的方向。
电磁冶金新技术的研究现状与发展趋势
电磁冶金新技术的研究现状与发展趋势王凯;何明;王强;刘铁;赫冀成【摘要】简要介绍了传统电磁冶金技术的发展及电磁冶金新技术的兴起，着重对钢包电磁感应出钢技术和电磁旋流水口连铸技术的原理、优势及应用价值进行了阐述，并介绍了其他几种具有良好发展和应用前景的电磁冶金新技术。
%The development of traditional electromagnetic metallurgical technologies and the boom of new electromagnetic metallurgical technologies are briefly introduced. Especially the prin-ciple, advantages and practical applications of the automatic steel-tapping technology based on the electromagnetic induction heating in ladle and the continuous casting technology based on the submerged entry nozzle by using electromagnetic swirling are discussed. Finally some other new electromagnetic metallurgical technologies are also mentioned which will have bright development prospect and applications in the future.【期刊名称】《鞍钢技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】7页(P1-7)【关键词】电磁冶金;感应加热;电磁旋流;连铸【作者】王凯;何明;王强;刘铁;赫冀成【作者单位】东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳110819;东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳110819;东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳110819;东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳110819;东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TF769电磁冶金是利用电磁场的力效应及热效应等来影响冶金过程中能量传输、流体运动和形状控制，进而达到优化冶金过程、提高生产效率、改善产品质量和性能的目的。
电磁连铸冶金技术及应用现状
电磁连铸冶金技术及应用现状摘要：电磁流体力学(MHD )是电磁冶金理论的基础, 它的发展, 带动了电磁连铸技术在冶金工业中的应用和发展。
MHD之所以能在冶金中得到广泛应用, 主要是由于熔融金属是电的良导体。
在磁场和电流作用下, 金属熔体内产生电磁力, 利用电磁力就可以对熔融金属进行非接触性搅拌、传输和形状控制。
电磁冶金技术具有能量的高密度性和清洁性、优越的响应性和可控性、易于自动化以及能量利用率高等特点, 被广泛地应用于冶炼、精炼、铸造、连铸、钢水的检测等领域, 并已在许多领域取得了重大进展。
关键词：电磁连铸冶金技术；应用现状；?电磁连铸冶金技术是现代电磁流体力学不断演变发展来的，在电磁冶金理论中强调电磁流体力学应该通过不断的发展而在冶金技术中进行不断地演变。
其主要的技能在于对金属自身是可溶的良导体。
在电流的作用下，磁场会在金属熔体内产生一定的电磁力。
一、电磁连铸冶金技术1.电磁搅拌技术。
电磁搅拌技术原理电磁搅拌技术应用于连铸技术是目前冶金技术最重要的发展途径，而电磁搅拌技术的发展中只有通过提高技术才能完成铸坯质量的改善，磁场的不同形式会对电磁的力度产生不同的变换，而在液态金属变化时，连铸坯自身会通过交变电磁场的不断转变，才能产生电流，继而能最大程度的产生电磁感应。
电磁力只有通过不断的控制钢水的流动，才能在冶金连铸过程中完成最终传热与凝固的过程，只有上述步骤才能顺利完成清洁度的提高。
通过铸坯的扩大来完成等轴晶区，从而不断的降低偏析中的成分，最大程度减轻中心疏松，对中心缩孔的距离可以最大程度的疏松甚至放缓。
电磁搅拌不仅可以最大程度的对铸坯的轴晶体进行区域扩张，更可以使晶粒细化，最大程度减少搅拌中发生的偏析与裂纹，最终实现钢材料在生产过程中的超纯净度与超细化以及超均质化的高质量要求，可以说在钢铁工业不断发展的今天，电磁搅拌技术为技能的发展增添了更多的活力。
而就目前现状而言，电磁搅拌技术已经快速的得到发展，而在技术不断进行变革的今天，电磁搅拌器所发生的作用也可以从安装位置的不同进行进一步的研究。
电磁冶金技术的发展历史、现状与趋势
电磁冶金技术的发展历史、现状与趋势电磁冶金技术的发展历史、现状与趋势电磁治金技术利用电磁场的力效应及热效应等来实现对冶金过程中能量传输、流体运动和形状的控制.进而达到优化治金过程、提高生产效率、改善产品质量和件能的l的。
很早以前人们就开始使用电能来熔炼金属；之后，人们发现了电场和磁场共同作用于液态金属产牛的电酸流体力学现象，并将其应用于治命牛产，形成了电磁搅拌、电磁悬浮熔炼等一系列电磁冶金技术，随后扩展到材料制备的诸多过程中，被称为材料电磁过程，芙文简称为EPM（electromugnetic pnocessingof muterils）。
最近，随着虽磁场技术的不断进步和研究的进一步扩展，形成了“强磁场材料科学”新领域，这里，我们将这些统称为电磁冶金技术，这是一种广义上的描述。
在18世纪60年代，单一电场就被用来精炼铜金属，之后逐步发展到钢的冶炼等治金生产中。
19世纪初期，又涌现出应用磁场及电场与磁场的复合场的治金技术，如1922年的电磁搅拌技术、1923下的悬浮熔炼技术-之、1925年的冷堪锅熔炼技术51等，这些技术的理论基础都是电磁流体力学，然而当时电磁流体力学与治金技术之间的关系没有被认识和重视。
关于电磁流体力学的历史最！可以追溯到1823年，Faraday提1.海洋运动和地球磁场的关系是·种电磁流体力学现象41。
1865年M回3回户分|动力学理论》，提出了完整描述电磁场的方程组一。
197ZF，ALTvcn诞开J在天体等离子体研究中有重要作用的磁流体力学波（后被称为阿尔文波）-，“磁流体力学”（magnetohydro dynanics，MllD）一词开始被应用，磁流体力学也趋于系统化。
之后，电磁流体力学在冶金领域内的研究与应用逐渐获得人们的重视。
1965年，苏联Magnetohsdrodywnamics 杂志创削，该杂志收录了很多关于电磁流体力学在治金中应用的文章，1978年，法国Moreau教授在格勒诺布尔成立了隶属法国国家科学研究院。
冶金
冶金一、冶金工艺：1.火法：用高温从矿石中提取金属或其化合物的方法（矿石准备、冶炼、精炼三过程），主要方法：提炼（最广）、氯化（轻、稀金属）、喷射、真空冶金。
2.湿法：浸取、固液分离、溶液富集、提取金属或化合物四过程。
3.电冶金：用电能从矿石或其他原料中提取、回收、精炼金属的冶金过程。
包括电热熔炼（等离子、电磁冶金）、水溶液电解（电解精炼、电解提取）、熔盐电解三方面内容。
二、钢铁冶炼：从开采铁矿石到使之变成共制造零件所使用的钢材和铸造生铁为止的全过程（铁矿石、炼铁（铸造生铁）、炼钢、铸锭、轧制、钢材）。
1、生铁冶炼：a、原料：铁矿石、熔剂、耐火材料、燃料。
b、装置：高炉。
c、高炉冶炼目的：将铁矿石炼成生铁。
过程就是对矿石进行铁的还原过程和除去脉石的造渣过程。
d、主副产品：生铁、炉渣、煤气。
2、钢的冶炼：炼钢的目的是去除生铁中多余的碳和大量杂质元素。
元素的氧化、造渣脱磷和脱硫、脱氧及合金化三过程。
碱性平炉、电弧炉、氧气顶吹炼钢三方法。
三、1、铜的冶炼：火法、湿法冶金两方法。
火法炼铜：精铜矿、熔炼、冰铜、粗铜、火法精炼、电解精炼、纯铜。
2、铝的冶炼：氧化铝的制备（湿碱法、干碱法）、氧化炉的电解两步骤。
铸造：液态金属充填铸型型腔并在其中凝固和冷却的过程。
一、金属充型能力：受金属流动性（主要与化学成分有关）、浇注条件（浇注温度、充型压力）、铸件结构影响。
二、铸件的凝固与收缩：1、凝固方式（受合金的凝固温度范围和铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度）：逐层、糊状、中间凝固。
2、铸件的收缩：经历液态收缩、凝固收缩、固态收缩。
3、收缩对铸件质量的影响：a、缩孔和疏松、b、铸造应力、裂纹和变形。
四、砂型铸造：用型砂来制备铸型来生产铸件的铸造方法。
生产过程包括技术准备、生产准备、工艺过程（造型、合箱、浇注、落砂和清理）三环节。
特点：适应性强、生产准备简单，劳动强度大、条件差，铸件尺寸精度低、表面和内在质量差。
五、特种铸造：有别于砂型铸造的其他铸造方法的统称。
电磁冶金原理
电磁冶金原理
电磁冶金原理是指利用电磁场在冶金过程中对金属材料进行加热、搅拌、浇注等操作的原理和方法。
电磁冶金技术可以提供高效、精确和可控的热能传递和力学搅拌效果，广泛应用于金属熔炼、浇铸、淬火和金属材料的改性等领域。
以下是一些电磁冶金原理的核心概念：
电磁感应：根据法拉第电磁感应定律，当导体或金属材料通过变化的磁场时，将产生感应电流。
利用这种原理，可以通过在材料周围产生变化的电磁场，使材料发生加热。
涡流加热：涡流是由感应电流在导体中形成的闭合环流。
当金属材料处于变化的磁场中时，感应电流会在导体内产生涡流。
由于涡流的电阻损耗，材料会受到加热。
感应加热：通过将高频交流电源连接到感应线圈上，产生高频电磁场。
当导体或金属材料放置在感应线圈附近时，感应电流将在导体中产生，从而使材料加热。
磁搅拌：利用电磁场的力学效应，在金属熔体中产生搅拌作用。
通过在金属熔体周围施加变化的电磁场，产生电磁力，使熔体发生搅拌，以实现温度和成分的均匀分布。
电磁浇铸：利用电磁场对金属熔体进行控制和定向凝固。
通过在金属熔体周围施加适当的电磁场，可以改变熔体的流动和凝固行为，从而获得更均匀的晶体结构和性能。
电磁淬火：利用电磁感应加热和快速冷却的组合，实现金属材料的快速淬火过程。
通过在材料表面产生高频电磁场，使材料迅速加热并保持高温状态，然后通过快速冷却实现快速淬火。
电磁冶金原理的应用可以提高金属材料的生产效率、质量和性能，并在节能环保方面具有一定的优势。
它被广泛应用于钢铁工业、铝合金生产、熔炼技术和金属材料加工等领域。
电磁技术在金属材料科学与工程中的应用
电磁技术在金属材料科学与工程中的应用经济社会的不断前进发展也为科学技术的发展提供了强大的动力，而电磁技术也随之得到了极大的发展，并且当前电磁技术不止应用在物理学之中，而且已经广泛应用在工业之中，在金属材料科学与工程中的应用也正在发展优化过程之中。
基于此，本文首先分析了电磁技术，再分析了当今电磁技术的发展方向，最后分析了电磁技术在金属材料科学与工程中的应用，以此来供相关人士交流参考。
标签：电磁技术;金属材料科学;工程应用引言电磁技术是在物理学基础上发展而来，虽然起步较晚，但是发展非常迅猛，已经应用到了人们生产生活的各个方面，对人们的生产生活产生了不小的影响。
目前国内对于电磁技术的应用相比于外国而言更加薄弱，时间更晚，但是其对于科学技术的推动起到了非常重要的作用。
一、电磁技术电磁技术是是基于电磁热流体力学为理论，而电磁冶金是关于材料制造与冶金的一种新兴的工程学科。
电磁冶金通过金属受到的洛仑磁力来对金属的组织结构产生改变，并且对于金属的表面形态以及内部流动的方式也会产生影响。
在密闭的环境下，电磁力可以通过非接触的方式进入到金属的内部，使得金属内部的组织性能提高，改善材料的质量，还可以避免金属的氧化。
随着电磁技术的发展，电磁流体力学被人们所发现，并将其应用于冶金生产过程中，并在生产发展之中逐步发展出了电磁悬浮熔炼、电磁搅拌等冶金技术，并且还发展到了材料制备过程中，也就是材料电磁过程[1]。
低频电磁铸造技术，简称EMC，是通过电磁感应原理来进行无模型的连续铸造。
利用低频铸造技术可以有效使得晶粒细化降低宏观上的偏析，使得铸态力学的性能显著提升，使得铸锭表面更加完善，可以在一定程度上减少铸造时裂纹的产生。
一般低频电磁铸造技术的铸锭表面的偏析瘤比较稀少并且表面较为光滑，但是都会有非常浅的竖纹[2]。
一般低频电磁铸锭的平均晶粒尺寸都很小且铸锭都是等轴晶组织;在铸造的过程中的形核率就会大大增加，这就使得组织可以更加细小且能够均匀分布。
初级工一阶段
初级工一阶段试题1、多选题【1】【答案:BCD】以下( )式连铸机属于结晶器同步运动式连铸机。
A.弧形B.辊式C.带式D.双辊式【2】【答案:BCD】8R8表示连铸机的( )。
A.台数B.机数C.流数D.弧形半径【3】【答案:ABD】钢包结构由( )等部分组成。
A.外壳B.耐材内衬C.耳轴D.滑动水口【4】【答案:AB】钢包工作层可以采用( )。
A.耐火砖B.打结料C.绝热板D.干式料【5】【答案:ABCD】钢包滑动水口由( )部分组成。
A.上水口B.上滑板C.下滑板D.下水口【6】【答案:AC】钢包保护套管材质有( )。
A.铝碳质B.镁质C.石英质D.镁铝尖晶石类【7】【答案:ABC】钢包回转台的类型有( )。
A.直臂式B.双臂式C.蝶式D.三臂式【8】【答案:ABCD】中间包工作层可以采用( )。
A.耐火砖B.打结料C.绝热板D.干式料【9】【答案:ABD】中间包耐火材料分为( )三层。
A 保温层B 永久层C 吸热层D 工作层【10】【答案:AB】一根轨道在高架梁上，另一根再浇注平台上的是（）中间包小车。
A、半门型B、悬挂型C、悬臂型D、门型【11】【答案:AD】烘烤中间包开火要求( )。
A.先点火B.先开煤气C.后点火D.后开煤气【12】【答案:ABCD】连铸浇注设备包括( )。
A.钢包B.钢包回转台C.中间包D.中间包小车【13】【答案:ABCD】为减少气隙热阻，可采用( )结晶器。
A.多倒锥度B.凸模C.钻石D.自适应【14】【答案:ABC】结晶器润滑剂包括( )。
A.保护渣B.植物油C.矿物油D.水【15】【答案:ABCD】往浇注平台吊运结晶器应检查( )。
A.内表面划痕B.使用寿命C.规格D.检修记录【16】【答案:ABC】结晶器振动的目的是( )。
A.脱模B.保证润滑C.防止粘结漏钢D.改善表面质量【17】【答案:AB】结晶器振动方式有( )。
A.正弦振动B.非正弦振动C.螺旋振动D.往复振动【18】【答案:BC】非正弦振动依靠( )驱动实现。
电磁冶金技术分类
电磁冶金技术分类电磁场的力效应和热效应可以赋予材料高密度能量，且施加方法简单.易控制。
因此电磁治金技术具有高效、清洁、可控性好等优点，迄今为止已有很多电磁治金技术被提出、研究、应用和发展。
在电磁冶金技术中使用的电磁场主要包括时变磁场、静磁场、电场、复合场，本节将从这以方面分类介绍电磁场的作用效果及相对应的电磁冶金技术。
面。
1.2.1时变磁场治金技术时变磁场是指强度和方同随时间按照定规律发生变化的场。
时变磁场分为交变磁场和脉冲磁场：场强与时间的函数满足正弦波规则的为交变磁场，满足脉冲性质的则为脉冲磁场。
时变磁场不仅具有加热和驱动作用，也表现出形状控制、振荡、悬浮等功能，应用广泛。
1.交变磁场般情况下通入交流电的电磁线圈会产：交变磁场，交变磁场应用于冶金技术主要基于以下三种作用形式：焦耳热效应、形状控制作用、驱动（搅拌）作用。
这儿种作用效果是同时有在的，但由于电源参数和材料物性不同，每种作用效果有所差别。
焦耳热效应：在线圈内通入交流电流后。
在其内部激发出交变磁场，根据法拉第电磁感应定律。
处-线圈内的工件《导电物质）中会感出满电流，利用沟电流的焦耳热效应可加热工件，这种加热技术称为电磁感应加热。
出于集肤效应，工件表面首先被迅速加热，之后通过热传导使工件内部被加热，根据使用频举不同，感应加热可分为上频（50Hz）、中频（50Hz~10kHz）、高额（l0kHz以F），另外，感应加热具有升温速度快、加热温度高等优点.可应用于金属表面热处理、熔炼、焊接、热装配、热拆卸等。
形状控制作用：根据法拉第电微感应定，周期变化的磁场会在液态金属内部生成感应电流，该感应电流和外加磁场相互作用产生电磁力（洛伦兹力）。
由于集肤效应，该力：要集中在液态金属的集肤层厚度内，液态金属表面向内部呈指数规律衰减。
当施加磁场频率很高时.集肤层岸度与熔体的尺寸相比非常小.可认为电磁力集中在液态金属表面，可以将它视为·种作用于表面的电磁压力。
电磁冶金技术研究新进展
电磁冶金技术研究新进展随着科技的不断进步，电磁冶金技术作为材料科学和冶金学的重要分支，正在不断刷新人们对金属材料加工和性能的认识。
本文将详细介绍电磁冶金技术的基本概念和原理，其在工业、农业、医疗等领域的应用，近年来电磁冶金技术研究的新进展以及未来发展方向和挑战。
电磁冶金技术的基本概念和原理电磁冶金技术是一种利用磁场和电场对金属材料进行处理的方法。
通过采用不同的磁场和电场条件，可以控制金属材料的内部结构和性能，以达到优化材料性能的目的。
其基本原理包括电磁感应、电磁效应、电磁热效应等多个方面。
电磁冶金技术在各领域的应用工业领域在工业领域，电磁冶金技术应用广泛。
例如，通过该技术制备的高强度钢材具有良好的塑性和韧性，广泛应用于桥梁、高层建筑等领域。
电磁冶金技术还在耐磨、耐腐蚀、超导等方面的材料制备中得到了广泛应用。
农业领域在农业领域，电磁冶金技术同样具有广泛的应用前景。
例如，利用该技术制备的高强度不锈钢制成的农具和农机具具有更好的耐腐蚀性和使用寿命，可大大提高农业生产效率。
医疗领域在医疗领域，电磁冶金技术的应用也日益广泛。
例如，利用该技术制备的形状记忆合金制成的医疗器械具有很好的生物相容性和机械性能，可在人体内发挥持久的治疗作用。
近年来电磁冶金技术研究的新进展近年来，随着人工智能、量子计算等技术的不断发展，这些技术与电磁冶金技术的结合也取得了许多突破性进展。
例如，通过人工智能技术对电磁冶金过程进行优化控制，可以显著提高材料性能和制备效率。
量子计算技术的应用则可以在理论上预测和设计材料的原子级结构和性能，为新材料的开发提供了强有力的支持。
电磁冶金技术的未来发展方向和挑战未来，电磁冶金技术将继续向高强度、高韧性、高耐蚀性等方向发展。
在高温合金方面，如何提高合金的抗高温氧化性能和抗蠕变性能将是未来的重点研究领域。
对于非铁磁材料的研究，如何实现材料的磁性和非磁性的灵活调控也是未来研究的重要方向。
电磁冶金技术还面临着能源消耗大、环境负荷重等挑战，如何实现绿色高效的电磁冶金过程将是未来的重要研究方向。
电磁冶金原理(一)
电磁冶金原理(一)电磁冶金1. 引言•介绍电磁冶金及其在冶金领域的应用•引出本文的目的和结构2. 电磁冶金的基本原理•解释电磁冶金的基本原理•介绍涉及的电磁现象和力学原理2.1 电磁感应•讲解电磁感应的基本原理和公式•说明在电磁冶金中的应用2.2 感应加热•介绍感应加热的原理和特点•解释感应加热在冶金中的应用•引用具体的案例和实验结果2.3 磁悬浮•讲解磁悬浮的原理和作用机制•说明磁悬浮在冶金领域中的应用•举例说明其优势和效果2.4 电磁搅拌•解释电磁搅拌的基本原理和操作方法•介绍电磁搅拌在冶金中的应用情况•引用相关的研究成果和工程实践3. 电磁冶金的应用案例•介绍几个典型的电磁冶金应用案例•分析其优势和成效•说明实际应用中需注意的问题和挑战3.1 电磁感应熔炼•描述电磁感应熔炼的过程和优势•介绍其在金属冶炼中的应用情况•引用相关研究和行业实践的成果3.2 电磁搅拌炼钢•解释电磁搅拌炼钢的原理和优势•说明其在炼钢工业中的实际应用•引用工业上的成功案例和效果3.3 电磁辐射加热•介绍电磁辐射加热的效果和特点•讲解其在热处理领域的应用案例•引用相关的研究和实验数据4. 电磁冶金的未来发展•展望电磁冶金未来的发展方向和趋势•提出对电磁冶金相关技术的研究方向和需求•引用前沿的研究成果和理论进展5. 结论•总结电磁冶金的原理和应用情况•强调其在冶金行业中的重要性和潜力•提出进一步研究和应用的建议6. 参考文献•列出本文中引用的相关文献和资料•包括学术论文、科研报告、实验数据等来源7. 扩展阅读•推荐一些与电磁冶金相关的书籍和文献•提供读者进一步深入学习和了解电磁冶金的资源8. 致谢•感谢在本文撰写过程中给予指导和帮助的人士和团体•表达感激之情，并提醒读者对研究者和实践者的付出予以认可以上是一份针对“电磁冶金”的相关文章的框架。
根据这一框架，您可以逐个章节地展开详细的解释和说明，完成一篇关于电磁冶金的详细文章。
电磁冶金原理与工艺及感应熔炼
2020年10月16日
60
优点： -品种多 -冶炼灵活 -工艺配套方便
缺点 -原料要求高 -脱磷脱硫困难 -脱碳困难
2020年10月16日
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（2）冶炼的主要品种及应用
铸钢——铸造、机械加工行业 铸铁——铸造、机械加工行业 精密合金——航空、电子 高温合金——航空、电子 有色金属——有色冶金 科学研究
电磁制动
连续镀锌线的合金化 处理
表面处理
流动控制铸型
连续镀锌线干燥炉
水平磁场 流动控制
锌池加热
制管
离心式流动中间包
钢管电阻焊无缝钢管 热处理
焊接
焊接熔池的静磁场流动 控制
质量控制
感应电流法表面粗糙度 检测，内部夹杂物检测
材料20开20发年10月16强日磁场微观组织的控制
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•按所施加磁场分类
2020年10月16日
10
1.3电磁冶金技术应用及发展前景
1.3.1已成熟应用技术
2020年10月16日
11
1.3.2正在开发的技术
（1）电磁软接触连铸 （2）金属熔体的电磁净化 （3）凝固组织电磁控制 （4）薄带坯连铸电磁侧封
……
2020年10月16日
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2. 感应熔炼原理与应用
2.1感应加热概述 2.2感应熔炼基本原理 2.3中频感应炉设备与工艺 2.4真空感应炉设备与工艺
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•热量的产生：
焦耳-楞茨定律
当回路电阻为R时,电流I: I 1 d
R dt
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2.2.5感生电流特征——涡流
涡流：当块状导体处于变化磁场中时，导 体内产生电流且自行闭合，称为涡流。
三种效应： （1）集肤效应 （2）邻近效应 （3）圆环效应
电磁冶金部分
• • • •
1.4 电磁冶金相关的基础理论 （1）电磁学 高斯定理、安培环路定理、电磁感应定理等 电磁理论与电磁波、磁流体力学等
• （2）冶金物理化学 • 冶金热力学、冶金动力学 • （3）传输原理 • 质量传输、热量传输、动量传输
• 第2章 电磁搅拌与电磁净化
• 2.1 电磁搅拌 • （1）电磁搅拌概念 • A 电磁搅拌 • 载流导体处于磁场中，要受到电磁力作用而发生运动；同理，载流 的金属熔体处于磁场中时，也要受到电磁力作用，从而使金属熔体发 生流动，此为电磁搅拌。 • B 电磁搅拌器 • 电磁搅拌器的工作原理类似于电动机，感应器相当于电机定子，金 属熔体相当于转子。当感应器（线圈）通入低频电流时，就会产生一 变化磁场，作用于金属熔体，使金属熔体产生感应电流（变化涡流）， 这感应电流又与磁场作用--产生电磁力，推动金属熔体运动。 • （2）电磁搅拌在冶金中的应用 • A 改善冶金反应，如钢包的电磁搅拌、铝熔炼炉 • B 改善结晶条件，如连铸电磁搅拌 • C 电磁净化，如电磁去夹杂
处理的工程技术。
• （3）电磁热流体力学 • 电磁学、热力学、流体力学三个学科相互交叉的学科，包括流体与热、
流体与电磁、热与电磁之间相互作用形成的理论。
1.2 电磁冶金发展历史
（1）1982年，英国剑桥大学 磁流体力学在冶金中应用的国际学术会议 （2） 1982年，日本钢铁协会 磁流体力学在冶金中应用作为钢铁生产的重要发展方向 （3） 1982年，日本成立电磁冶金学术委员会 电磁冶金成为冶金学科的一个分支 （4）1990年，日本 国际钢铁年会，电磁冶金专题讨论会 （5） 1992年，美国
• 2.3 熔炼炉的电磁搅拌 • （1）电弧炉的电磁搅拌--现在基本不用，效果不好
电磁冶金原理
电磁冶金原理电磁冶金原理是指利用电磁场的力和热效应对金属材料进行冶炼和加工的原理。
电磁冶金技术是一种高效、环保、节能的冶金方法，已在金属冶炼、熔炼、铸造、热处理等领域得到广泛应用。
电磁冶金原理基于电磁力和热效应对金属材料进行控制和加工。
电磁力是指电磁场对带电粒子施加的力，这种力可以用于对金属熔体的搅拌、流动和分离等操作。
而热效应是指电磁场对金属材料产生的热量，可以用于加热和熔化金属材料。
电磁冶金原理在金属冶炼中的应用非常广泛。
电磁冶炼炉是一种利用电磁场加热金属材料的设备，它具有加热速度快、能耗低、温度均匀等优点。
通过调节电磁场的频率和强度，可以实现对金属材料的精确控制，提高冶炼效率和产品质量。
电磁冶金原理在金属熔炼中也有重要应用。
电磁搅拌技术是一种利用电磁力对金属熔体进行搅拌和混合的技术。
通过在金属熔体中加入电磁场，可以有效地改善金属熔体的质量和均匀性，减少夹杂物和气泡的生成，提高产品的性能。
电磁冶金原理还可以应用于金属铸造和热处理过程中。
电磁铸造技术是一种利用电磁力对金属液体进行控制和定向凝固的技术。
通过在金属液体中施加电磁场，可以使金属液体在凝固过程中形成有序的晶体结构，提高铸件的质量和性能。
而电磁热处理技术则是利用电磁场对金属材料进行加热和冷却的技术，可以实现快速加热和冷却的过程，提高金属材料的硬度和强度。
电磁冶金原理是一种利用电磁场力和热效应对金属材料进行冶炼和加工的原理。
电磁冶金技术在金属冶炼、熔炼、铸造和热处理等领域具有重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展和进步，电磁冶金技术将会在金属材料的冶炼和加工中发挥更加重要的作用，为金属工业的发展做出更大的贡献。
电磁冶金新技术的研究现状与发展趋势
电磁冶金新技术的研究现状与发展趋势
尹腾飞;申艳聪
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2024()8
【摘要】电磁冶金行业逐渐向高效、连续、短流程发展的背景下,电磁冶金的发展呈现出如下两大发展趋势,一是基于电磁场、流场、温度场等多场耦合作用机制的深刻认识,以及冶金行业的发展需要,传统的电磁冶金技术正逐步向自动化、智能化方向发展。
二是出现了一批新型电磁冶金技术,如连铸包电磁感应出钢技术、电磁涡流技术、电磁控制电流技术等。
电磁冶金技术的应用范围正在逐步拓展,由最初的电磁搅拌,到铝合金的电磁铸造,已经扩展到了电磁冶金生产的各个阶段,以及有色金属冶炼、铸造、非金属材料和新材料的制备等。
【总页数】3页(P36-38)
【作者】尹腾飞;申艳聪
【作者单位】湖南科美达电气股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF19
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电磁冶金技术分类
电磁冶金技术分类电磁场的力效应和热效应可以赋予材料高密度能量，且施加方法简单.易控制。
因此电磁治金技术具有高效、清洁、可控性好等优点，迄今为止已有很多电磁治金技术被提出、研究、应用和发展。
在电磁冶金技术中使用的电磁场主要包括时变磁场、静磁场、电场、复合场，本节将从这以方面分类介绍电磁场的作用效果及相对应的电磁冶金技术。
面。
1.2.1时变磁场治金技术时变磁场是指强度和方同随时间按照定规律发生变化的场。
时变磁场分为交变磁场和脉冲磁场：场强与时间的函数满足正弦波规则的为交变磁场，满足脉冲性质的则为脉冲磁场。
时变磁场不仅具有加热和驱动作用，也表现出形状控制、振荡、悬浮等功能，应用广泛。
1.交变磁场般情况下通入交流电的电磁线圈会产：交变磁场，交变磁场应用于冶金技术主要基于以下三种作用形式：焦耳热效应、形状控制作用、驱动（搅拌）作用。
这儿种作用效果是同时有在的，但由于电源参数和材料物性不同，每种作用效果有所差别。
焦耳热效应：在线圈内通入交流电流后。
在其内部激发出交变磁场，根据法拉第电磁感应定律。
处-线圈内的工件《导电物质）中会感出满电流，利用沟电流的焦耳热效应可加热工件，这种加热技术称为电磁感应加热。
出于集肤效应，工件表面首先被迅速加热，之后通过热传导使工件内部被加热，根据使用频举不同，感应加热可分为上频（50Hz）、中频（50Hz~10kHz）、高额（l0kHz以F），另外，感应加热具有升温速度快、加热温度高等优点.可应用于金属表面热处理、熔炼、焊接、热装配、热拆卸等。
形状控制作用：根据法拉第电微感应定，周期变化的磁场会在液态金属内部生成感应电流，该感应电流和外加磁场相互作用产生电磁力（洛伦兹力）。
由于集肤效应，该力：要集中在液态金属的集肤层厚度内，液态金属表面向内部呈指数规律衰减。
当施加磁场频率很高时.集肤层岸度与熔体的尺寸相比非常小.可认为电磁力集中在液态金属表面，可以将它视为·种作用于表面的电磁压力。
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电磁技术在冶金中的应用杨治刚11721466（上海大学材料科学与工程学院）摘要：本文简单的介绍了电磁冶金的发展，重点分析了电磁技术在冶炼，连铸和无损检测方面的应用，在电磁连铸中，分析了电磁搅拌、电磁制动和软接触电磁连铸技术的特点以及各技术的应用现状。
并对电磁技术在冶金中的发展前景进行了的展望。
关键词：电磁冶金；冶炼；连铸，无损检测；电磁搅拌；电磁制动；软接触The application of electromagnetic technologyin metallurgyZhigang Yang 11721466(School of Material Science and Engineering, Shanghai University) Abstract: This article simply introduces the development of electromagnetic metal- urgy. And the application of electromagnetic technology in smelting, casting and nondestructive testing is analyzed. In the electromagnetic continuous casting, the characteristic and the present situation of the application of the electromagnetic stirring, electromagnetic brake and soft contact electromagnetic continuous casting technology are introduced. And the developing prospect of electromagnetic technology in metallurgy is also discussed.Keywords：electromagnetic metallurgy; smelting; casting; nondestructive testing;electromagnetic stirring; electromagnetic brake; soft contact1.前言磁流体力学(Magneto hydro dynamic，即MHD)是研究导电流体在电磁场作用下运动规律的一门学科。
它涉及到经典电动力学和流体力学。
1982年9月在英国的剑桥大学首次召开了由1UTAM(International Union of Theoretical and Applied Mechanics，国际理论力学和应用力学协会)主持的磁流体力学在冶金中的应用(Metallurgical Applications of MHD)的国际会议，并出版了专门文集；该文集有32篇文章，所涉及到的内容主要是电磁场和流速计测技术、感应炉、电磁搅拌、形状控制、电弧炉等五个课题，其中法国Grenable小组的研究报告显示出很高的水平。
1983年日本名古匿大学浅井滋生教授发表的“磁滤体力学在冶金过程中的应用一文，对电磁感应流的基本式、电磁感应浇的分析(包括移动磁场产生电磁感应搅拌，固定磁场产生电磁感应搅拌及加电浇后产生的电磁感应搅拌)、电磁力对凝固组织的影响以及高频磁场控制熔融金属的形状等方面进行了深入的论述。
这些论迹对如何在冶金过程中正确地运用磁流体力学原理是有重要意义的。
日本由于受到IUTAM研讨会的启发，在日本钢铁协会研究委员会的下属组织“炼钢未来技术的调查、研讨委员会”中提出了将磁流体力学应用到冶金领域中的有关问题，并将其命名为电磁冶金。
1985年日本钢铁协会电磁冶金委员会成立，标志着电磁冶金已经成为一门独立的学科[1]。
MHD之所以能在冶金中得到广泛应用，主要是由于熔融金属是电的良导体。
在磁场和电流作用下，金属熔体内产生电磁力，利用电磁力就可以对熔融金属进行非接触性搅拌、传输和形状控制。
MHD技术具有能量的高密性和清洁性，优越的响应性和可控性，易于自动化以及能量利用率高等特点，在冶金上有着广泛的应用前景[2]。
目前已经被广泛地应用于冶炼、精炼、铸造、连铸、钢水的检测等领域，并已在许多领域取得了重大进展。
本文主要介绍其在冶炼、连铸和检测方面的发展和现状。
2.电磁冶炼日本富士电气、中部电气公司和钢铁协会合作开发了电磁力悬浮熔炼技术，该技术采用钢质扇形段水冷元件做成坩埚，其外缠有线圈，线圈与高频电源相接。
这种布置在炉料和坩埚中形成涡流加热炉料，同时，另一个线圈产生强大的电磁力将炉料托起。
加热线圈使用高频电流(>20kHz)。
加热效果依赖于电流的频率，随频率增加，热量逐渐集中在炉料的外表面。
下部线圈要求使用低频电流(<5kHz)。
熔化操作时，上部线圈输入功率为480kW，频率30kHz，下部线圈为400kW，3kHz。
可以在10min内将50kg铸铁熔化。
当熔化完毕，上部线圈功率降至400kW，下部线圈降至150kW，因输入功率降低，电磁力减少，可精确控制两组线圈产生的电磁力与重力之间的平衡，在10～30s完成出钢。
由于不受坩埚材料的污染，它更适合于挥发性、放射性、高化学性、高纯度及高熔点金属的熔炼。
直流电弧炉中的电磁现象直流电弧炉中电弧和钢液都是导电流体。
它们又都置于底阳极和顶阴极的电磁场之间，电弧能否有效地把热量传给钢液和钢液的运动规律都受电磁场的控制，研究结果表明:(1)采用低电压下大电流操作可以减少准电离层电离浓度，从而减少偏弧；(2)合理布置底电极大电流回路是减少和控制偏弧的有效手段。
采用反向回路和三维布置能显著降低产生偏弧的磁场；(3)无底吹气体的直流电弧炉中，钢液流动受电磁力控制；(4)增加底阳极直径，特别是采用导电炉底，可提高搅拌强度；(5)加外磁场(磁镜、搅拌圈)等改善电弧传热和钢液流动[3]。
3.电磁连铸冶金电磁技术的应用是70年代以来连铸技术最重要的发展之一，同时连铸已成为电磁技术应用最活跃的领域。
随着磁场在连铸中的应用，先后出现了利用时变磁场和稳恒磁场的电磁搅拌、电磁制动和软接触电磁连铸技术，并最终形成了三者有机结合的现代电磁连铸技术。
由于流动影响凝固过程的传热、传质及其对树枝晶的直接动力作用，从而对铸坯从表层开始凝固到中心完全凝固的全过程起着至关重要的作用。
电磁技术的核心，就是利用电磁力控制铸坯凝固过程的流动现象，以改善铸坯的结构、质量和轧材性能。
3.1电磁搅拌3.1.1电磁搅拌技术的简介电磁搅拌技术是对金属凝固过程进行控制的一种有效手段。
它对提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、改善夹杂物并促进成分均匀化具有重要作用。
电磁搅拌是利用电磁感应产生的作用来推动金属有规律地运动，从而减少枝状晶，增加等轴晶率，达到改善铸坯质量的目的。
其实质是借助电磁力的作用，使钢液中产生感应电流，载流钢水在磁场中受到罗仑磁力的作用，强化液相穴中钢水运动，从而改善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[4,5]。
实践证明，电磁搅拌技术可以从以下几个方面改善铸坯的内部质量:(1)钢液的流动状态有利于非金属夹杂物及气泡的上浮，降低铸坯内部气泡及夹杂物的含量；(2)抑制弯月面处钢水的波动，防止保护渣等外界杂质卷入结晶器钢液内；(3)降低钢水的过热度，均匀液相穴内温度场，防止液面温度过高或过低带来的卷渣、结壳等现象的发生，有利于减少裂纹，提高铸坯的纯净度；(4)加强液相穴钢水的对流运动，有利于打碎枝晶，形成等轴晶，提高铸坯的等轴晶率，减少中心偏析、中心疏松和缩孔，改善铸坯的凝固组织；(5)减少钢液对初生凝固壳的冲刷，降低产生裂纹和拉漏的可能性，从而有利于实现快速连铸。
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。
到目前为止，电磁搅拌已得到了迅速的发展，根据电磁搅拌器安装位置的不同，主要有以下三种搅拌形式[6]：结晶器电磁搅拌(Mould Electromagnetic Stirring，M—EMS)。
安装在结晶器水套内部或外部(内置式或外置式结晶器电磁搅拌器)，其作用效果是：提高拉坯速度，改善表面质量，清洁凝固壳表层气泡和夹杂，有利于减小过热度的影响，提高钢水纯净度，改善铸坯内部组织结构，增加等轴晶率等。
二冷区电磁搅拌(Secondary Cooling Electromagnetic Stirring，S—EMS)。
这种形式的搅拌器是安装在二冷区。
二冷区搅拌的主要效果是：消除柱状枝晶问的搭桥，减轻或消除中心疏松和中心缩孔，扩大等轴晶区，减轻中心偏析和内弧夹杂物的集聚。
目前的生产实践和研究表明，只有将二冷区搅拌与末端搅拌结合起来，才能实现最佳效果。
凝固末端电磁搅拌(Final Electromagnetic Stirring，F—EMS)。
这是把搅拌器安装在钢液凝固末端的一种搅拌方式(糊状区)。
此时，钢水成糊状，凝固壳较厚，一般采用低频电源。
其主要效果是：降低中心偏析，减轻或消除中心疏松和中心缩孔等。
目前的主要问题是如何保证电磁搅拌器准确安装到指定凝固率的位置上，同时保证稳定的连铸工艺参数并与电磁搅拌工艺参数合理匹配。
3.1.2电磁搅拌在国内外的发展电磁搅拌(EMS)是由瑞典ASEA公司首先提出的[7]。
1932年，Dreyfus博士从法拉第的电磁感应原理中发现，低速移动着的感应磁场能在钢水中产生强力的搅拌作用，于1948年制造出世界第一台电磁搅拌器用于电弧炉炼钢。
到20世纪60年代，奥地利Kapfanberg厂的Beohler连铸机已开始使用电磁搅拌技术浇注合金钢。
20世纪70年代，科学家在磁流动力学方面取得了重大进展[8]，电磁搅拌技术逐渐发展和成熟，为铸坯质量的提高，为钢铁冶金生产的全连铸化打下了重要技术基础。
20世纪70年代，法国钢研院(IRSID)首次将线性电磁搅拌技术在方坯连铸机上进行了工业性试验，英国钢公司(BSC)也进行了类似的试验。
实验表明，电磁搅拌使铝硅镇静钢的皮下质量得到了改善，在试验中由于采用了低频电磁场，提高了搅拌效率，并允许使用常规铜材料作结晶器，因而很快在生产实践中得到应用。
随后，圆坯的旋转搅拌研究取得了突破性进展。
Karl-Heinz Spitzer等用模型实验和数值模拟的方法研究了圆坯在旋转搅拌作用下钢水内电磁场和流场[9]。
在对各种情况计算结果进行分析的基础上，讨论了搅拌器的内径、长度、磁感强度、激磁电流的频率、搅拌器沿长度方向的安装位置对流场的影响。