圆台形冒口脉冲磁致振荡处理对Al-Si合金铸锭凝固均质化的影响

脉冲磁致振荡凝固均质化是一项新技术。研究了圆台形冒口脉冲磁致振荡处理对Al-Si合金铸锭流场、凝固组织和宏观偏析的影响。结果表明:对圆台形冒口施加脉冲磁致振荡的铸锭内形成了两个方向相反的环流,即下环流和上环流,下环流方向为中心向下、边缘向上,上环流方向则与之相反。环流的形成有利于铸锭内温度场的均匀化和自由晶在铸锭中心沉降。浇注试验结果显示:圆台形冒口经受脉冲磁致振荡处理的铸锭冒口部位在液相线附近温度下降快速,锭身中轴线处溶质分布更为均匀,偏析指数极差从0.36降低至0.19,成分标准偏差从0.26降低至0.10。大功率(峰值电流为450 KIA)脉冲磁致振荡处理有利于细化Al-3%Si(质量分数)合金铸锭的凝固组织,而小功率(峰值电流为150 KIA)脉冲磁致振荡处理有利于改善溶质分布的均匀性。因铸锭上部正偏析区缩小,且冒口尺寸较小,脉冲磁致振荡处理有利于提高铸锭的收得率。

HPMO作用下铸锭内部电磁场、流场和温度场的数值模拟

建立了冒口脉冲磁致振荡(HPMO)作用下18 t铸锭凝固过程的数学模型,运用商业软件ANSYS对铸锭凝固过程的电磁场、流场和温度场的分布进行了数值模拟。研究结果表明,HPMO在铸锭内部产生的电磁效应主要集中在铸锭冒口区域,并随时间和空间不断变化,该结果为HPMO在大铸锭工业生产中的应用提供了重要的参考依据。

CAST团队大铸锭均质化技术取得创新突破

大铸锭均质化一直是国际冶金界难题,至今没有有效的解决方案。上海大学先进凝固技术中心(简称:CAST)团队在原创脉冲磁致振荡(简称:PMO)技术并成功应用于连铸生产的基础上,发明了冒口脉冲磁振荡(简称:HPMO)技术,并与冶钢合作,成功进行了工业实验,显著提高了大型铸锭的均质性。

新型电感储能脉冲功率驱动源

提出了将传统单个储能电感利用传输线分隔成两部分的新型电感储能脉冲功率驱动源技术方案。理论分析表明,利用传输线电容的耦合延时作用,可有效对调制器输出脉冲波形进行整形,并且可以进一步提高能量转换效率,从而克服传统电感储能脉冲功率源输出波形质量差(类三角波波形)的缺点。基于该思想开展了实验研究,获得了电压约300 kV,电流约20 kA的电子束,并成功驱动S波段磁绝缘线振荡器获得了百MW量级的微波输出。

直径300圆坯连铸中的PMO凝固均质化技术应用项目通过验收

由上海大学材料学院先进凝固技术中心(CAST团队)承担的芜湖新兴铸管有限公司炼钢厂3号连铸机脉冲磁致振荡凝固均质化技术改造工程项目——《脉冲磁致振荡(PMO)凝固均质化技术在?300连铸圆坯连铸中的应用》于2022年8月10日在芜湖新兴铸管有限公司顺利通过结题验收。该项目采用CAST团队PMO凝固均质化技术对芜湖新兴铸管有限公司炼钢厂6流?300连铸机进行了技术改造。