搅拌磁场作用下连铸结晶器内非金属夹杂物运动规律的物理模拟方法

摘要

本发明公开了一种研究搅拌磁场作用下连铸结晶器内非金属夹杂物运动规律的物理模拟方法，采用一种物理模拟实验装置，以饱和食盐水溶液代替钢水，并且针对饱和食盐水溶液导电率低、常规搅拌磁场在其中所产生的感生电流小、电磁搅拌力小等系列技术问题，针对性地提出了直接在饱和食盐水溶液中通入直流电，同时在实验装置外施加渐变式稳恒磁场，以非接触搅拌方式驱动饱和食盐水；并且，在饱和食盐水溶液中放置50微米～200微米的聚苯乙烯粒子代替不同尺寸的非金属夹杂物，以观察搅拌磁场对非金属夹杂物运动的影响。本发明的模拟实验过程直观、调节与操控、简便，实验结果真实性可靠性好，相对于现有技术更接近连铸生产实际情况。

主权项

一种搅拌磁场作用下连铸结晶器内非金属夹杂物运动规律的物理模拟方法，采用一种物理模拟实验装置，所述物理模拟实验装置包括一透明材质制成的、两端封闭的圆筒状槽体、一电磁铁、一铁板、一直流电源和2个石墨电极；所述圆筒状槽体的上下两个底面的中心位置处，分别对称开设有一石墨电极安装用通孔；上述2个石墨电极一上、一下分别安装在对应的石墨电极装配用通孔中，并分别与所述圆筒状槽体的上下两个底面密封连接；上述2个石墨电极与所述直流电源连接形成一供电回路，其中，位于上方的石墨电极为正极、下方的石墨电极为负极；所述电磁铁与铁板一左、一右布置在所述圆筒状槽体的两侧壁面的外侧，所述电磁铁与一可调节电流的供电电源连接；所述电磁铁和铁板均分别与同一旋转机构固定连接成一整体；所述圆筒状槽体的顶板上还开设有注水孔，所述注水孔设置有内螺纹，通过一顶丝封堵；所述物理模拟方法按以下方式进行：拧下注水孔的顶丝，向圆筒状槽体内投放若干数量的50微米～200微米的聚苯乙烯颗粒，并注入饱和食盐水，直至上述2个石墨电极均浸没在所述饱和食盐水中；然后，接通直流电源开关，通过滑动变阻器调节电压大小，以调节饱和食盐水溶液中的电流强度，直至饱和食盐水溶液中的电流强度达到设定值；与此同时，接通电磁铁的供电电源，调节电磁铁的电流大小，直至在饱和食盐水溶液中形成一外加渐变式稳恒磁场；并可启动旋转机构，由旋转机构带动电磁铁和铁板同步绕圆筒状槽体做圆周运动，此时的饱和食盐水溶液，在内通直流电以及外加渐变式稳恒磁场的共同作用下，促使其产生旋转运动；当这种旋转运动达到相对稳定的状态时，直接观察和/或采用高速摄像机摄录饱和食盐水溶液中的聚苯乙烯颗粒的运动状态及轨迹，即可。