導電連續介質上電磁影響的系統和方法

專利名稱：導電連續介質上電磁影響的系統和方法
技術領域：
本發明一般地涉及導電介質上的電磁強制沖擊方法，并且尤其涉及可應用于冶金過程的深強化的方法。
背景技術：
利用轉動的、移動的或螺旋移動的磁場強制影響導電介質的方法是周知的并且足夠廣泛地用于強化各種冶金過程，例如熔化、合金化、有害雜質凈化、連續金屬錠的結晶以及鑄造等等。但是，通過利用本提出的方法可以明顯提高利用這些已知方法得到的冶金過程等級以及最終產品質量。
早就知道利用轉動或移動磁場控制連續固定金屬錠以及鑄錠的晶體結構的方法(以下專利Kürt(德國專利307 225號，1917)，Jungans和Schaber(FRG專利911 425號，1954)，Pestel等(美國專利2,963,758號，1960)，它們各整體上收錄作為參考資料)。該領域中積累的試驗材料表明，施加轉動的或者移動的磁場消除掉澆注產品的柱狀結構并且能生產帶有等軸細粒密集結構的金屬錠和鑄錠，這種結構正面影響它們的機械性質。但是，常規方法得到的液態金屬中的湍流等級限制了在冶金過程中施加磁流體動力學(MHD)效應的范圍。
從而，明顯提高MHD方法在結晶過程熔體上的影響的有效性是一個相當迫切的問題。
在相關領域中，在為該目的建立的設施中存在一種已知的在由未調制三相電流激勵的轉動磁場中連續處理鑄鐵熔體的方法。這些設施是按帶有接收漏斗和澆包嘴的斜槽的形式構建的，在其周圍設置在熔體中激勵RMF的顯極電感。
該設施中利用蘇打灰和鎂粉作為脫硫劑時得到的最大脫硫率約為每秒相對10％，而當去掉硫后約為50％。當該設施達到每小時約為120噸的生產率時，電能消耗約為每噸2千瓦時。
盡管這種設施達到相對好的技術結果，其絕對脫硫深度相對低。并且由于在該設施中不能施加足夠厚的襯套熱損失非常高。
在另一個相關領域中，在典型槽式感應爐中，位于爐身上的熔體主要在熱對流消耗下攪拌，因為和爐身的熔體相比槽中的熔體總是過熱的。另外，在爐身的上部，出現指向爐身的并且和感應電流密度場的不均勻性有關的某種壓力梯度。在爐身中熔體攪拌強度是低的，這增加使熔體溫度均勻以及爐中成分均勻所需的時間，并且阻礙通過提高爐身高度增加爐的容量。希望提高熔體攪拌強度以減小處理熔體所需的時間。

發明內容
從而本發明的一個目的是一種利用一個或多個通過m相振幅、頻率和相位調制電流系統(或者通過上述調整類型的各種組合下的電流)激勵的螺旋行進磁場控制類鐵或有色金屬的連續、固定錠或鑄錠的晶體結構的方法。如下面評估展示那樣，在某組調制參數選擇下，電磁體力(“EMBF”)場的不固定分量(即，時間相關的)大大高于其固定分量(即時間無關的)，由于湍流強度的增加和常規方法相比這能更有效地攪拌金屬錠和鑄錠的液芯。另外，在某種調制參數組合下，EMBF可以按周期脈沖方式隨時間變化，這確保金屬錠和鑄錠的細密等軸晶體結構。應用帶有三個或更多的可控參數的螺旋行進磁場能精細地控制螺旋行進磁場對晶體熔體的力效應，從而對每種情況提供最優鑄造技術。
電動力學評估顯示，應用依據本發明的頻率以及振幅調制的RMF，和不調制RMF相比其電子體力的峰值按不成比例的高于為建立該調制MHD所用的附加能量的比率增加。該EMBF峰值的提高是因為依據本發明的EMBF場的不固定分量包含高頻諧波，這些諧波激勵增強熱和物質傳遞的小型渦流。從而，如試驗表明那樣，應用按本方法調制的磁場提高鑄錠的密度和硬度。過程可控參數，例如振動幅調制的深度和頻率、頻率調制的偏移和頻率、力影響持續時間等，的數量增加進一步為結晶過程以及生產帶有各種特定情況下的技術要求的晶體結構的金屬錠和鑄錠提供更靈活的控制。
本發明還提出一種爐外合金化類鐵金屬熔體流中的液態金屬以凈化有害雜質的方法以及一種實現該方法的設備，其能明顯地在尺寸較小的設備中在低功率感應器下提高熔體攪拌的強度，并且同時增加襯套厚度和降低熱損失。
為了實現這些優點，對該設備中的感應器繞組施加頻率以及振幅調制的電流以激勵螺旋移動的調制磁場，這進而對槽中流動的熔體激勵鏡反射調制電流。這些電流和磁場的交互作用產生電磁體力，這些電磁體力在各周期內的固定分量超過未調制磁場激勵的EMBF的固定分量，并且電磁體力的不固定分量激勵小型渦旋結構，這提高湍流強度。從而，明顯提高熔體和合金添加劑或者和用來去掉有害雜質的試劑的攪拌強度。
為了實現該方法，可以通過改變感應器的設計實現該設備設計上的主要改變。可以把這些感應器設計成在800-900℃范圍的溫度上工作。這種在這樣的溫度下工作的能力例如允許把感應器安裝在該設施的襯套里。為此，本發明的方法從帶有代表鐵粉或鈷粉的填充劑的所謂的代表耐熔材料的鐵陶瓷(例如，耐火粘土，菱鎂土，彩色菱鎂土或高溫混凝土)構成感應器的磁路。粉粒的尺寸例如可為1mm，而該耐熔材料中的粉末含量可取決于所使用的耐熔材料的類型。在充分攪拌后，以形狀取決于特定爐的設計的各個基元的形式產生該材料，并且接著退火該材料。在該填充劑的居里溫度之下，該材料保持它的磁性、不導電、傳熱率足夠低，從而可以同時用作為感應器的磁路和該設備的襯套。
RMF感應器的這種設計能把RMF源設置成最大地靠近熔體并且降低感應器所需的功能。由于感應器線圈地位于高溫區，它們的設計也大大不同于冶金技術中常規應用的感應器線圈。
本發明提出的強化槽式感應爐的技術過程的方法以及對爐設計引入的改變對技術設備的改進做出重要貢獻。
本發明的另一個目的是提供一種強化爐中的熔體的攪拌的方法，其中m相爐變壓器的初級繞組中的電流按時間函數中的周期同步地或共相地頻率以及振幅調制。如下面評估示出那樣，在對調制參數組的某種選擇下，熔體上的MHD力效應增加到比調制消耗的能量更大的程度，這使感應式槽爐的槽中的熔體溫度均勻化。另外，爐身中包含的熔體受通過本發明的方法調制的行進(轉動)磁場的影響，這使感應爐和電弧爐的爐身中的熔體溫度和化學成分均勻化。還提出帶有建立在襯套中的并且用來實現所述MHD效應的感應器的感應爐和電弧爐的設計。
本發明的一個目的是提供一種利用通過時間上周期性地和諧地或非和諧地改變的m相螺旋電流系統激勵的螺旋行進(尤其，轉動并軸向行進)的磁場強制影響導電介質的方法，其中電流共相地或同步地放大并且通過周期性的時間函數分層地頻率和振幅調制。
本發明的再一個目的是，在對電流的某種選擇下，和非調制磁場激勵的穩定和不穩定EMBF分量相比，幾十倍地提高調制振幅、頻率以及BMEF的不穩定分量。EMBF的波包包含更多的頻率分量，從而介質的電磁響應可以是高非線性的。這種力場在液態介質上的影響造成介質溫度和濃度的快速的和深的均勻化。在能效上該方法比常規方法更有益并且可以利用用來激勵這種場的標準電系統實現。


圖1和2示出超波狀波現象。
圖3示出無量綱時間上無量綱頻率和振幅調制EMBF的振幅依從關系(以下數值只說明該圖中描述的曲線示范實施例ω1＝1；ω2＝7；ε1＝0.1；ε2＝0.6；r＝0.5；p＝1；γ＝0)曲線1對應頻率和振幅調制RMF；而曲線2對應不調制RMF。
圖4示出沒有調制下無量級時間上無量綱EMBF的振幅依從關系(以下數值只說明該圖中描述的曲線示范實施例r＝0.5；p＝1)曲線1對應頻率和振幅調制RFM；而曲線2對應不調制BMF。
圖4A是依據本發明的爐的側剖面圖。
圖5是用于類鐵金屬的連續精煉或合金化的磁流體動力學設施的第一型的垂直縱向剖面。
圖6是沿圖5的線6-6取的用于類鐵金屬的連續精煉或合金化的MHD設施的第一型的垂直橫向剖面。
圖7是用于類鐵金屬的連續精煉或合金化的MHD設施的第二型的垂直縱向剖面，其中磁路的背面可以用疊層電工鋼做成。
圖8是沿圖7的線8-8取的用于類鐵金屬的連續精煉或合金化的MHD設施的第二型的垂直橫向剖面。
圖9是圖5和6的設施的感應器線圈設計的第一型式，其在四分之一切去的等角投影下示出。
圖10是圖7和8中示出的設施的感應器線圈設計的第二型式，其在四分之一切去的等角投影下示出。
圖11是帶有激勵RMF的第一實施例感應器的單相單槽感應爐的垂直剖面。
圖12是從圖11的線12-12取的帶有圖11的激勵RMF的第一實施例感應器的單相單槽感應爐的水平剖面。
圖13是帶有激勵RMF的第二實施例感應器的單相單槽感應爐的垂直剖面。
圖14是從圖13的線14-14取的帶有圖13的激勵RMF的第二實施例感應器的單相單槽感應爐的水平剖面。
圖15是圖11的單相單槽感應爐的垂直剖面，該爐帶有延長的爐身并且帶有用來激勵螺旋行進磁場的三相感應器。
圖16是帶有RMF感應器的電弧爐的高容量熔體室的垂直剖面。
圖17是從圖16的線17-17取的帶有圖16的RMF感應器的電弧爐的高容量熔體室的水平剖面。
圖18示意表示激勵螺旋行進磁場的m相螺旋電流系統。
圖19示意表示激勵RMF的m相軸向電流系統。
圖20示意表示激勵軸向移動磁場的m相環形電流系統。
圖21示出無量綱時間上無量綱EMBF的振幅依從關系曲線1對應頻率和振幅調制的RMF；圖2對應不調制RMF。
圖22示出不存在超波時不同平均流速下湍流規則波能量密度對頻率的依從關系。
圖23示出存在超波的流速下湍流能量密度對頻率的依從關系。
圖24示出平均湍流流速和磁場角速度的比率對依據MHD過程參數建立的通用準則的依從關系。
圖25示出和超波關聯的熔化率對熔化質量增加的依從關系1-存在超波；2-不存在超波。
圖26示出金屬錠密度對離金屬錠中心線的距離的依從關系1-存在超波；2-不存在超波。
具體實施例方式
引言本文包括一種在冶金業、鑄造業和化工業中加快技術處理并且改進產品質量的方法。該方法基于通過施加追隨超波波型的移動磁場強化技術處理尤基于強化攪拌，該波型依據Irving I.Darkik在“TheGreat Law of the Universe”一文的新理論中描述的超波型活動，該文發布在“Cycles”雜志的1994年3月/4月期(V.44，No.5)中。另參閱Irving I.Dardik在“Cycles”雜志的V.45，No.3，1995一期中發表的文章“The Law of Waves”以及他在網站www.dardikinstitute.org，2002上發表的“SuperwavesThe Realitythat is Existence”。這些文章各自整體收錄作為參考資料。
如Dardik的文章中指出那樣，科學上普遍接受自然界中所有事物是由原子構成的，原子在永恒運動中動來動去，當原子距離很小時它們彼此吸引并且一旦擠到另一個中時彼此排斥。截然相反，Dardik的假設是宇宙中的所有事物是由波構成的，波的活動稱為“超波動”。超波動引起并且是運動中的物質(即，二個改變同時定義物質-空間-時間)。
從而本質上，波的頻率以及振幅的改變不是獨立的和彼此不同的，而且彼此并發地，同時代表二個不同的層次。波頻率的任何增加為其中含有較小的波并且含有變化的頻率的所有波建立新的波型，并且不能在沒有另一者的情況下存在。
每個波必然含有較小的波并且包含在更大的波中。這樣每個高振幅低頻率主波由許多頻率更高的低振幅小波調制。超波動是波正在另一個波內波動的過程，最好和另一個波共享分位數關系。
圖1(從Dardik的文章中改編)示意說明超波動波現象。圖1描述低頻主波11例如由小波12和13調制。小波12和13遞增地具有較高的頻率(和主波11相比)。其它頻率甚至更高的小波可調制主波，但是為了簡明沒有示出。圖2中在時域下描述相同的超波動波現象。
這種波波動的新原理表明波頻率和波強度(振幅平方)是同時存在的和連續的。二種不同類型的能量(即，波攜帶的和其頻率成比例的能量以及和其強度成比例的能量)也是同時存在的和連續的、從而能量是波動的波或者“波/能量”。
可以利用電動力學和流動力學方程以及一些試驗磁流體動力學中建立的經驗結論研究該現象。由此，預料冶金業、鑄造業和化工業中對超波的研究結果會總體地促進我們對超波現象的理解。
在發達國家中冶金業、鑄造業和化工業處于能耗最多的工業分支之中。從而，例如，電弧爐中生產合金鋼的電能消耗約為400-500千瓦小時/噸(該數字只和鋼的生產過程相關，不包括鑄鐵生產和軋鋼中消耗的電能)。電阻爐中生產一噸鎂合金以及槽式感應爐中生產一噸銅合金消耗的電能也接近約400千瓦小時。
為了生產高品質鋼，澆注期間徹底攪拌熔化的金屬是非常重要的。如后面說明那樣，通過帶有振幅和頻率調制的非線性超波引入攪拌力強化了攪拌并且同時還明顯減小電能消耗，從而明顯提高經濟效益。
下面的簡單計算可以給出潛在節約的總概念。在美國電能的定價相當復雜。不同的州電價不同。它還非常取決于能量消耗的峰值，平均上電價約為至少15美分/千瓦小時。這樣，上述400-500千瓦小時/噸的成本為每噸金屬的60-75美元。生產鋼板和型鋼的總成本約為300美元/噸。這得出爐中生產鋼消耗的電能成本(即可以通過用來攪拌的超波明顯降低的開銷份額)在冶金生產總成本的約20-25％的范圍內。
生產、處理熔體或電解溶液的冶金廠和化工廠的生產率是由熔化過程速率或者添加到熔體或溶液中的試劑的溶解過程速率以及熔體或電解溶液中的化學反應速率決定的。其它條件相等下，上述過程的速率取決于技術設備中攪拌熔體(或溶液)的強度。該因素還決定結晶過程中熔體的結構以及連續、穩定金屬錠和鑄錠的生產，并且從而決定它們的機械性質。攪拌熔體和溶液的強度是決定冶金和化工設備的生產率、生產金屬制品和各種化工材料的能耗以及它們的質量的主要因素。
從而，在冶金業、鑄造業和化工業中注意攪拌強度看起來是相當自然的。對轉動MHD流的湍流的平均速度的估計表明，該速度正比于電磁體力振幅的平方根，而其進而正比于滑差(即，正比于差值ω/p-Ω其中ω/p是RMF轉動的角速度，p是極對數量，而Ω是熔體轉動的角速度)。這樣，通過下述來自E.Golbraikh，A.kapusta和B.Mikhailovich的“Semiempirical Model of Turbulent Rotating MHDFlows”at the Proc.5th Internal.PAMIR Conf.，Ramatuelle，France，Septermber 16-20，2002，I-227-I-230(該文也整體收錄作為參考)中的簡單表達式確定湍流準固態芯轉動的平均角速度Ω≈(Q/2)(√1+4/Q-1)ω， (2)其中Q＝Ha2·δz/Reω·Co；這里Ha=BoRoσ/η;]]>δz＝Zo/Ro；Zo為熔體高度；Ro是含有熔體的容體的半徑；Reω＝ωRo2/ν；ν是熔體的動粘度；σ是熔體的導電率；而Co＝0.018是一個經驗常數。
超波調制磁場對鋼生產的影響的評估使熔體或電解溶液的溫度以及它們的湍流攪拌混合完全均勻所需的時間和液體轉動角速度成反比。這樣，當轉速約增加1.5倍時，均勻化時間按相同的比率減小。由于均勻化時間約占總澆注時間的50％，這允許在電爐中減少約20％的熔化持續時間，并且對于爐外處理約50％地加快MHD設施中的脫硫和脫磷。
因于MHD攪拌設施的功率通常約占爐變壓器功率的1-1.5％，熔化持續時間的減小特別明顯地節約電能。電弧爐中熔化持續時間1.5倍的減小把電能比耗下降到270-330千瓦小時/噸(即電能比耗節約約達130-170千瓦小時/噸，從而20-26美元/噸)。
在金屬錠(鑄錠)結晶過程中應用超波調制磁場的效果的評估如整體收錄作為本文的參考的Pestel等的美國專利2,963,758中論證那樣，在如下條件下達到鋼錠的最優結晶結構ωB2R2≈5×10-3-11.3×10-3T2m2/s (3)其中ω是磁場轉動角速度，弧度/秒；B是磁感T；而R是液體凹坑(crater)半徑，米。這樣，磁感的必要值為B～0.04-0.06T.(4)連續澆注設施(“CCF”)上安裝的感應器在熔體中產生磁場。轉動(移動)磁場感應電流，電流和所述磁場的交互作用造成出現影響熔體的電磁力。取決于CCF類型和生產率，在電能比耗下感應器的額定功率約為150-300千瓦(即約10-12千瓦小時/噸)。當采用振幅和頻率調制電流時，在類似感應器功率下，明顯加快金屬錠的結晶過程，這提高CCF的生產率。另外，還改進澆注金屬的強度特性并降低氣孔率。
另外，如初步試驗已示出那樣，當采用振幅和頻率調制電流時，電磁場在熔體上的力作用性質明顯改變，這是因為EMBF和EMBF均值的增加(這加大平均流率)共同促成引起熔體振動的強脈沖。這些因素的組合作用導致明顯改進連續錠的質量。
化工技術上超波調制磁場的潛在應用在化工業中，為了加強熱和物質的交換并且加速化學反應進行攪拌。為了攪拌液體，作為一種規律，應用渦輪式和葉輪式攪拌器。在這種情況下，通過循環和湍流擴散完成攪拌階段濃度和溫度的均化。利用可從Tatterson，G.B.，Calabrese，R.V.和Penney，W.R的“Industrial Mixing TechnologyChemical and BiologicalApplication”，AI Chem.Engng.Publ.1994(其整體收錄作為參考)中得到的下述公式對帶有機械攪拌器的設備進行湍流方式下總均勻化時間τ的近似計算τ≈5V/nd3，(5)其中V是設備體積，單位立方米；n是攪拌器轉數；而d是它的直徑。
無量綱EMBF對相對頻率(這里ω＝μoσwRo2)的依從關系表明，對于非常小的ω值EMBF可忽略的小。
在直徑1米的容器中當施加頻率ω＝314弧度/秒的RMF時強電解溶液的ω的振幅約為0.001。0.4米半徑下相對EMBF值等于f＝ωr/2～0.0002。從而，當把電解液(例如硫酸)放在磁感約為0.07T的足夠強的RMF中時未觀察到轉動，從而低頻電流激勵的RMF實際上不影響電解溶液。但是，如果感性地把電流密度轉動場引到電解液中，該場和RMP的交互作用可以激勵足夠強的EMBF場以在高角速度下轉動電解液。BMF和電流密度場調制明顯提高電磁攪拌部件的效率，當制造例如濃縮酸和堿的腐蝕性物質時可在化工業中有益地應用這種調制以替代常規應用的機械攪拌器。
頻率和振幅超波調制磁場的力影響的物理機制現在說明通過繞帶有感應液體的容器的軸按固定角速度轉動和永久磁鐵激勵的非調制RMF的力影響。對不運動液體按相同角速度轉動的磁場B在該感應液體中激勵以同樣速度轉動的軸向電流。感應電流和磁場的交互作用產生和磁鐵轉動對齊的EMBF。這些力具有固定分量和不固定分量，后者按二倍頻率2ω和與固定分量相等的振幅周期地變化。在這些力的作用下，液體按某個角速度Ω＜ω開始轉動，其中感應電流的密度和滑差即(ω-Ω)成正比。
如果磁鐵的角速度不是固定的(即，它隨時間周期改變)，該附加運動感應附加電流，后者和調制磁場的交互作用產生作用在液體上的附加力。作為這種影響的后果，液體轉動的平均角速度增大并且出現二維振動，這自動地攪拌液體。當然，如果磁鐵轉動角速度是不固定的，需要一定量的附加功以實現它在相同主要速度ω下的轉動。
按如下實現該提出的方法。
要把熔體澆在其中的模子置于m相感應器的非磁空隙中，并對感應器的繞組施加通過所述方法調制的電流。這些電流在熔體中產生螺旋移動(具體地，轉動并且軸向移動)的頻率和振幅調制的磁場，該磁場轉而在熔體中感應通過所述方法調制的m相電流系統。
在一般情況下，作為所述電流和磁場的交互作用的結果，出現三維EMBF場，該場m每個分量由一個恒分量和一組帶有不同振幅、頻率和初始相位的復雜脈動和振蕩構成。
圖3中示出無量綱EMBF的方位分量的振幅對無量綱時間的依從關系，其中，1-由振幅和頻率調制電流激勵；2-不存在調制。圖4中示出無量綱EMBF振幅的徑向分量對無量綱時間的依從關系，其中，1-由振幅和頻率調制電流激勵；2-不存在調制。
在該EMBF場的作用下，在熔體中并且自然地在結晶前沿附近保持空間結構復雜并帶有其頻率取決于EMBF場的頻譜的強制振蕩的湍流。依據本發明該流能完全抑制柱晶體的生成，從而在這種狀態下固化的金屬錠(鑄錠)優選地具有等軸、細粒密集結構。
在連續澆注設備中，m相感應器可以放在結晶器的下方(見圖4A)(鋼澆注情況下)或者構建在結晶器中。在本發明的優選實施例中，澆注模具應用把磁場屏蔽在最小范圍內的材料做成。
圖5和6中示出的提議設施包括帶有接收漏斗22的襯槽21、澆包嘴23、用于試劑的注入斗24以及機座25。在槽的襯里內設置帶有用鐵陶瓷做成的磁路27以及線圈28(參見例如圖9和10)的感應器，線圈28以帶有螺旋管道29的陶瓷盒為形式，管道29中填著液態金屬，該金屬的熔化溫度遠遠低于要處理的熔體的熔化溫度但是其沸騰溫度大大高于要處理的熔體的沸騰溫度(例如錫可以充當這種金屬)。一個為管狀而另一個實心的電極30用于把電流提供到線圈中并用于把金屬灌到管道29。
圖7和8示出該設施的第二種設計形式，其包括襯槽21’，其中用鐵陶瓷做成的極26’設置在爐的襯里中，而磁路的基座27’用疊層電工鋼板做成并固定在爐套23’上的環形槽中。通過陶瓷管31’保護磁路的磁極26’避開熔體，管31’的厚度優選選擇成使該管的外表面溫度不超過鐵陶瓷的居里溫度。
該提議的設施按如下操作。可以從澆包鼓風爐或沖天爐把液態金屬提供到漏斗。從注入斗24連續提供必要的試劑。熔體流過槽21，在槽中熔體受依據本發明的EMBF的影響，這強烈地使熔體和試劑混合。處理過的熔體連續地排到澆包中。在用某些試劑(蘇打，石灰或鎂粉)提供熔體下，這些試劑也熔化并形成富化著有害雜質的渣，在從澆包排出金屬前從熔體去掉渣。
這樣，提供一種在由m相振幅和頻率調制電流系統激勵的螺旋移動(即，螺旋式運動下的移動從而使熔體轉動并且同時沿槽21的縱軸軸向移動)磁場的作用下爐外連續合金化或者對有害雜質純化類鐵金屬熔體的方法，其中振幅調制深度以及頻率調制偏移沿著長襯管的軸變化。評估示出，在此情況下電磁體力的峰值高于不存在調制時峰值，這保證強的熔體攪拌、縮短溫度和成分總均勻化所需的時間并且明顯加快合金添加劑的溶解以及把有害雜質排到渣中的化學反應的速率。還提供一種實現所述用于高溫熔體的方法的設施的設計。
另一個依據本發明提議的方法涉及熔化和熔體攪拌過程的強化。本發明的該方法能在爐身中明顯提高熔體攪拌強度、縮短熔化時間并且由于加強金屬和渣的邊界處的反應可改進金屬和合金的品質。另外，該方法能在不提供爐變壓器的功率借助爐身高度的增加加大槽式反應爐的容量。
盡管RMF激勵需要附加的能耗，熔化時間的明顯縮短(例如20％)會明顯減少槽式感應爐中生產金屬和合金的能耗。作為一個規律，當今的電弧爐裝有一家瑞典公司ASEA制造的電弧定子，它們安裝在爐底的下方。根據爐的容量把頻率約0.35-1.50赫的電流饋到定子繞組上。定子功率通常約占爐變壓器功率的2％并且對于大體積爐可達到0.5MVA。
本發明提出的在帶有新穎設計的RMF感應器的電弧爐中強化熔化以及熔體攪拌的方法能減少熔體攪拌所需的電能消耗并且明顯加強熔化過程，這進而導致熔化時間的縮短、爐輸出的增加、電能消耗的減少并且減少金屬耗損。
該RMF感應器的設計和冶金及鑄造上采用的周知設計明顯不同。為此，本發明的一種方法用帶有鐵粉或鈷粉填充劑的代表耐熔材料的鐵陶瓷(例如，耐火粘土，菱鎂土，彩色菱鎂土或高溫混凝土)構成感應器的磁路。粉粒的尺寸例如可為1mm，而該耐熔材料中的粉末含量可取決于所使用的耐熔材料的類型。在充分攪拌后，以形狀取決于特定爐的設計的各個基元的形式產生該材料，并且接著退火該材料。在該填充劑的居里溫度之下，該材料保持它的磁性、不導電并且傳熱率足夠低，從而可以同時充當磁路感應器和該設施的襯套。RMF感應器的這種設計能把RMF源設置成最大地靠近熔體并且降低感應器所需的功率。另外，這種設計明顯減小液態金屬和感應器之間的非磁間隙的大小從而排除爐套造成的磁場減弱。由于感應器線圈也位于高溫區，它們的設計也大大不同于冶金技術中常規應用的感應器線圈。
本發明提出的強化槽式感應爐的技術過程的方法以及在爐設計中引入的改變對技術設備的改進做出重要貢獻。
作為例子，附圖示出帶有提議的結構改變以便提供本發明的上述優點的單相單槽感應爐。
圖11和12示出本發明的爐的第一實施例的垂直剖面和水平剖面。該爐包括襯身41。槽段42、爐變壓器43、該變壓器的初級繞組44、槽45以及機座46。用鐵陶瓷件做成的磁路47建立在爐身41的襯套中。以帶有螺旋管道(例如圖9和10的管道29)的陶瓷盒的形式做成的線圈48連接到爐身41的磁極上。管道29填充著液態金屬，該金屬的熔化溫度大大低于爐內的熔體的溫度并且它的沸騰溫度大大高于熔體的沸騰溫度(例如錫可以充當這種金屬)。
在溫度相對低的線圈48的底部引入圖9中的固態電極30，一個電極是管狀的而另一個電極是實心的，通過這些電極對液態金屬繞組施加電流，并把金屬灌到槽29中。通過襯層51使磁路47的磁極和熔體隔開，其厚度選擇成使層51外表面上的溫度低于鐵陶瓷的居里溫度。
圖13和14示出本發明的第二實施例的爐，其中用鐵陶瓷做成的磁極47c以及線圈48’都設置在爐襯中，而RMF感應器的磁路的底部47b是用疊層變壓器鋼做成的并且固定在爐套上。
圖15表示圖11和12示出的本發明的第一實施例的爐帶有延長的爐身和三相感應器。根據這些設置在垂直和水平中的線圈的相位的改變，這種感應器可以激勵螺旋磁場RMF或沿著爐軸移動的磁場。對這樣的場振幅和頻率調制情況下，螺旋、轉動或垂直流各自的平均速度以及保持熔體的強制高強湍流譜的脈動速度分量都明顯增加(最好至少一個量級)。從而，會縮短體積足夠大的爐中的熔化時間(例如20％)。
當饋入爐變壓器的初級繞組的電流調制下，槽內的電流也可以被頻率和振幅調制。這些電流和固有磁場交互作用導致出現附加、不固定的旋轉EMBF場，其使槽中的流產生湍流并且強化和爐身中的金屬的熱交換。另外，在爐變壓器功率的某種程度增加的代價下還增加槽中焦耳熱的釋放。
圖16和17示出本發明的一種電弧爐的高容量(例如200噸容量)熔化室，其包括鋼套61a、圓柱部分襯套62a、底部襯套63a和爐頂64a。在底部襯套63a中嵌入用含有鈷填充劑的鐵陶瓷做成的帶有底部65a和磁極66a的m相RMF感應器。該陶瓷的居里溫度例如為1000℃。線圈67a的設計可以和上面說明的用于槽式爐感應器的線圈28(圖9)的設計相同。由于鐵陶瓷傳熱率低，并且這些線圈可以例如在300-400℃范圍的溫度上工作，該感應器的磁極可最大地靠近熔體，從而能明顯降低感應器的功率并且使用頻率和振幅調制電流。
還提供一種利用由時間上和諧地或非和諧地周期改變的m相螺旋(尤其軸向地或者其它地方位上地)電流系統激勵的螺旋移動(尤其轉動的和軸向移動的)磁場強制影響導電介質的方法，其中這些電流是同相的或者同步的并通過時間周期函數放大及分層地頻率和振幅調制。在對電流調制振幅和頻率的某種選擇下，和由不調制磁場激勵的固定和不固定EMBF分量相比，EMBF不固定分量的振幅最好幾十倍地增大。該EMBF波包包括更多的頻率分量，并且從而該介質的電磁響應可以是高非線性的。這種力場在液體介質上的影響造成介質溫度和濃度的快速和深刻均勻化。該方法能量上比已知方法更有效并且可以利用激勵這種場的標準電系統實現。
該提出的強制影響的方法一個量級地提高攪拌效率。并且由此確保熔體更深、更快的均勻化。作為例子，數學上按如下確定所述振幅和頻率調制RMF作用下導電圓柱中的電動過程。
在圓柱坐標r、、z系統下利用通過比率B＝rotA和感應關聯的磁感應矢勢描述這些過程是方便的。在此情況下，電流密度的軸向分量為 而感應的徑向和方位角分量為 EMBF的方位角分量確定為f＝Rejz·ReBr， (8)并且徑向分量確定為fr＝-Rejz·ReB(9)Re是復變量的實部。
矢勢AZ由下式描述 其中 V是介質速度；μ0＝4π10-7Hn/m是真空的磁導率；σ是介質的導電率；而t是時間。
在下述邊界條件下求解式(10) 其中NI是線性電流負載；ω2(t)＝ω2[1+ε1sin(ω1t+γ)]；而p是極對數量。
利用矢勢、時間、坐標r和角φ的特征值A0＝μ0NIR0，T0＝2π/Ω0，R0，0＝2π，問題(10)，(11)變成無量綱的，并在條件V＝0下得到 其中 是相對頻率； az是該無量綱矢勢的z分量；τ是無量綱時間；并且以下r是無量綱坐標。
可以在用無量綱參照頻率＝1疊加RMF并且調制RMFaz＝az1+ε2az2.(13)的形式下逼近問題(12)的解。
把(13)代入(12)中，得到 問題(14)、(15)具有顯解 其中 Jp(xτ)是復域中的一階類型的貝塞爾函數。
通常把az1寫成如下形式az1＝(a11+ia12)(cos2πφ1+isin2πφ1)，(18)其中，φ1＝τ-p，aik＝aik(r)問題(14)、(16)具有半解析解，并且可把az2寫成az2＝(a21+ia22)(cos2πφ2+isin2πφ2)，(19)其中 a21=Re[Σn=1∞α2n(τ)J2p(βnr)-θr2p2p],]]>a22=Im[Σn=1∞α2n(τ)J2p(βnr)-θr2p2p],]]>α2n(τ)=χ2n+Cn*e-τ,]]>Cn*=1pβnJ2n+1(βn)(βn2-4p2)J2p2(βn),]]>χ2n=Σ1=∞∞k2n1e2nπ1τ,]]> Im是復函數的虛部，顯然， Rebrγ=Pr{a11sin2πφ1+a12cos2πφ1+2ϵ2(a21sin2πφ2+a22cos2πφ2)},---(21)]]> 其中a·ik=∂aik∂τ;a·′ik=∂aik∂r]]>EMBF的方位角分量是
其中 EMBF的徑向分量是 式(21)和(22)中前四項描述不調制基準BMF的強制影響。正比于ε22的項描述BMF調制部分的強制影響，而正比于ε2的項描述由于RMF的調制和不調制部分之間的交互作用產生的EMBF振蕩和波。顯然，振幅和頻率調制對EMBF固定分量的大小的增加大于一個量級，這增加介質的平均轉動速度并且在方位角以及徑向方向上添加頻率和初始相位不同的四個EMBF波和二個振蕩，這附加地強化介質攪拌。
上面的分析完全考慮在導電圓柱(液態或固態)的橫向表面附近電流和磁場衰減現象，即所謂的趨膚效應，在振幅和頻率調制電流產生的EMBF的大小和空間分布上的影響。這使得有可能對特定的區段、尺寸和介質導電率選擇最佳電磁參數比。
本提出方法的對效率的評估以計算由RMF激勵的轉動湍流的擬固態芯的角速度的方法為基礎，這可以用下面的簡單公式描述Ω=Q2(1+4Q-1),]]>其中Q=Haa2·δz/Reω·Co;Haa=Ba·Roσ/η]]>是哈脫曼數的有效值；Reω＝ωR02/ν是由包含熔體的容器壁上的RMF轉速決定的雷諾效；δz＝Z0/R0；Co是考慮RMF調制效應的經驗常數(對于不調制RMFCo＝0.0164，它比調制RMF高)；Ba是容器中磁感的平均有效值；Ro是容器壁的內徑；η是熔體的動力粘度；ν是熔體的運動粘度；而Zo是液相柱的高度。
轉動流的動能Ekin＝JΩ2/2；其中J是轉動液體的轉動慣量；而液壓效率是按動動力和驅動并保持轉動運動所消耗的電能的比確定的ηhydr≈Ekin/Eel顯然調制BMF情況下消耗和電能要比不調制RMF情況下高。
m相調制螺紋旋電流系統在導電介質中產生沿螺旋線移動的磁場(即，轉動并同時軸向移動)，這進而感應在相同方向上移動的鏡面電流系統。感應的電流和磁場的交互作用產生作用在磁場移動方向上以及垂直方向上的EMBF，其中磁場包括固定分量和不固定分量。
在固定EMBF分量的作用下，通常產生導電液體的螺旋流(尤其，轉動并軸向移動)，作為一種規則其具有湍流結構。在不固定分量的作用下，在介質中激勵不同頻率和方向的波和振蕩，這在更大程度下使流結構湍流化。該湍流組成部分的能量來自不固定力在流上作用實現的功而不來自平均流能。從而，明顯提高液體的攪拌深度，這導致溫度和雜質濃度的快速均勻化。
當采用利用km個電極(其中m是相數而k是每相的電極數)激勵的附加頻率和振幅調制電流密度場時，由于該電流密度場和磁場的交互作用，出現附加的EMBF場分量，這導致進一步加強該強制影響并且擴展所述方法對帶有離子傳導性的介質(例如，電解液、鹽和渣熔體等)應用范圍。
圖18-20分別表示激勵通過本發明的方法改進的螺旋、轉動和軸向移動磁場的最簡單電流系統的空間配置。
圖21示出調制的和不調制的RMF各自激勵的無量綱EMBF對時間的依從關系。很明顯，在指出的參數值下，由調制RMF激勵的EMBF的蜂值約比不調制情況高10倍。
后面的段節重申超波和冶金以及本文公開的相關科學關聯的基本學說。
超波激勵MHD技術是使獨特調制的載波充當激勵電流以產生增加攪拌液體中的湍流的轉動磁場，從而提高熔化率和混合率并且改進澆注金屬的性質。
如前面指出那樣，可以把超波理解成帶有振幅、頻率和/或相位調制的載波。振蕩調制是根據周期規律隨時間改變振蕩參數。調制基波(或振蕩)可稱為載波并且它的頻率可稱為載波頻率。
數學上，對于液體流的混合超波顯示出是非常重要的。當施加到冶金過程上時，湍流強度足夠小的起伏對于熔體的熱和化學均勻化是非常重要的。
實際上液態金屬在轉動磁場中的轉動總是一定程度上是湍流的。即使液態熔體弱轉動仍改進它們的特性，因為能發現某些渦旋起伏。但是，簡單轉動(流芯角速度固定)在一階近似下產生經典的Kolmogorov湍流(例如參見圖22)。在此情況下，湍流能取決于湍渦旋體尺寸，為E＝ε2/3r2/3，或者頻域下為E(ω)～ω-5/3，其中ε是單位質量在頻率譜上的能量通量，ω是頻率而E(ω)是譜能量密度。
在簡單轉動情況下，E(ω)～E0(ω0)(ω0/ω)5/3，(28)其中E0(ω0)是注入到系統中的能量，其對應于特征標值L0。從而，在此情況下，為了得到用于熱和化學均勻化的渦流，我們必須在系統中按標值L0引入能量，并且在該能量在頻譜上級聯后，我們會得到以下頻率ω上的渦度E(ω)～E0(ω)(ω0/ω)5/3。如果Δω＝ω/ω0足夠大，則對應的渦度小。
如果除了平均轉動之外，在系統中出現大于ω0的頻率ω下的外部波動，我們可以期望在此頻率上渦流數量增加。該情況類似于當頻譜中出現一些頻率的峰值為主渦流多倍時出現Karman渦道。我們可以按如下估計規定頻率ω下出現的渦流。令E0～α1(F0/ω0)2是對頻率為ω0的渦流無起伏下通過均流提供的湍流能量。如果系統中由于頻率ω下的外力出現起伏，它們的能量組成是E′(ω)～α2[F(ω)/ω]2. (29)
這樣，在頻率ω，相對渦流大小為E′(ω)/E(ω)～(α2/α1)(F/F0)2U(ω0/ω)1/3(30)參數α1和α2表征介質對外力作用的響應。如果力F和F0性質相同，則α1和α2差別不大，從而它們的比接近1(圖22)。可以通過試驗更準確地確定該大小。
當利用超波調制電流時，對該頻率和振幅調制電流激勵的電磁力的計算表明在液體中形成附加的渦力(例如見圖23)。除了均力F0按ω0～50赫波動振幅外，出現幅值為F～7/8F0、頻率為ω～2.3/2.5ω0的脈動起伏。
根據(30)，我們得出在這種系統中頻率為w的湍流起伏應按下式增加E′(ω)/E(ω)～(α2/α1)(7+8)2(2.3+2.5)-1/3～(36+48)(α2/α1)(31)因此，調制外力對熔化金屬的影響應造成比不調制力的影響更密集的均勻化。從而，為了均勻化湍動介質，可以如圖22中那樣通過提高感應器功率(以及Re)增大平均轉速，利用超波在較低轉速下提高渦力如圖23中那樣，或者采用這二種效應。
試驗中，超波提高添加到液態溶體中的固體的熔體率、增大RMF中固化的金屬密度并且超波按上面的數字預期那樣行為。
圖24是和RMF的超波激勵相關的湍流的原始試驗的結果。對照Q描出均勻角速度對磁場角速度的比Ω/ω，其中Q是一個代表其中包括Ha2(表示電磁力對粘滯力的比)的過程集合條件的參數。Q還和攪拌單元線圈中的電流平方成比例。當線圈中的電流增加(Ha加大)時，角速度增加。實線代表角速度和參數Q之間的通用理論關系。實線上面的數據點用于不調制RMF，而實線下面的點用于超波調制RMF。
圖24中示出的通用曲線使得能在電流振幅和頻率的任意組合下選擇必需的速度狀態(所需的雷諾數)。
超波造成的加大的湍流在攪拌速度上起類似于阻力的作用從而降低該速度的平均值。圖25的數據中看到的速度中的不同是和攪拌期間超波造成的湍流增加帶來的額外阻力是一致的。從而，超波具有無需不希望有的和昂貴的更高的攪拌速度下提高混合率的潛力。
試驗上對熔化的鋁合金研究了通過超波調制的RMF的影響。
圖25中示出熔化率試驗的結果。該結果表明可以和攪拌速度無關地提高熔化率。顯然，在其它條件相同情況下利用超波約22％地提高熔化率。從而這些熔化試驗本質上驗證了超波產生湍流的能力并且驗證了冶金過程利用超波提高混合率的有效性。
在如熔化試驗類似的攪拌條件下固化鋁合金201。不同之處在于，在RMF的作用下能完全固化熔體。對固化錠的檢查表明，超波激勵的RMF產生的錠明顯比利用不調制RMF固化的錠更密實(見圖26)。這種密度提高等同于對每立方厘米的澆注金屬去掉5.7百萬個微隙。這提示形成了數學上對超波預測的湍流混合作用并且該作用對金屬加工是有益的。
權利要求
1.一種控制類鐵金屬和有色金屬錠和鑄錠的晶體結構的方法，其中在通過m相螺旋交變電流系統激勵的螺旋行進磁場中使熔體結晶，其中分級地頻率和振幅調制所述電流，其中所述調制以具有時間上一定周期重復的期間的脈沖的形式疊加在所述m相電流系統上。
2.依據權利要求1的控制晶體結構的方法，其中通過所述方法頻率和振幅調制的電流系統周期性地按一定時間間隔接通和按一定時間間隔斷開。
3.依據權利要求1或2的控制晶體結構的方法，其中在連續或半連續澆注過程中時間上周期性地改變振幅調制深度和頻率偏移。
4.依據權利要求1或2的控制晶體結構的方法，其中在澆注固定錠和鑄錠的過程中，隨結晶固相厚度的增加提高振幅調制深度和頻率偏移。
5.一種連續的爐外對類鐵金屬熔體凈化有害雜質的方法，其中沿長的斜管流動的熔體在由m相螺旋電流系統激勵的螺旋行進磁場的作用下和合金添加劑或和試劑混合，其中所述電流通過時間上足夠任意的周期變化函數頻率和振幅調制，其中所述振幅調制沿該管的軸周期改變。
6.依據權利要求5的方法，其中所述振幅調制深度沿該管軸變化。
7.依據權利要求5或6的方法，其中頻率調制偏移沿該管軸變化。
8.一種連續的爐外對類鐵金屬熔體凈化有害雜質的設施，其包括帶有接收漏斗和澆包嘴的襯管、支承座、試劑斗、攪拌器內的所述調制電流的發生器和離散線圈的顯極系統，以及激勵通過所述方法調制的螺旋行進磁場的感應器組，其中感應器組建立在該襯管的襯管中并且所述感應器的磁路由鐵陶瓷制成。
9.依據權利要求8的設施，其中所述感應器的極建立在該襯套內，并且用普通疊層變壓器鋼做成的該磁路的后部置在所述管的本體的外面。
10.依據權利要求8或9的設施，其中各線圈由固定在該極上的可拆下陶瓷盒做成，這些陶瓷盒帶有填充著熔化溫度低于并且沸騰溫度高于周圍襯套的溫度的固態和液態金屬的螺旋通道。
11.依據權利要求8、9或10的設施，其中所述陶瓷盒是用和磁路極一起成形并退火的共用耐熔材料制成的。
12.依據權利要求8、9、10或11的設施，其中所述感應器的所述極通過耐熔層和熔體隔離，耐熔層的厚度由熔體溫度和所述鐵陶瓷的居里溫度之間的差決定。
13.一種強化帶有鋼芯的m相感應爐中的熔體攪拌的方法，其中饋入m相爐變壓器的初級繞組的電流分級地頻率和振幅調制。
14.依據權利要求13的方法，其中m相電流系統激勵的螺旋行進磁場通過所述函數同步地頻率和/或振幅調制，其中在爐身中裝入為最終熔體高度的1/n的熔體后施加所述磁場。
15.依據權利要求14的方法，其中所述方式下調制的轉動磁場(RMF)影響在用來澆注鋁合金的電弧爐和反射爐中生產的熔體。
16.一種帶有鋼芯的感應爐，其包括襯身、襯槽部分、爐變壓器、變壓器繞組的氣冷或水冷系統、支承座和爐轉動機構，其中該爐身帶有全部或部分建立在襯套中的感應器，后者的磁路用具有高居里溫度的鐵陶瓷做成。
17.依據權利要求16的感應爐，其中感應器線圈用帶有螺旋管道的可拆下陶瓷盒制成，其中所述螺旋管道充填著其熔化溫度低于爐中熔化的金屬的溫度但其沸騰溫度高于爐中熔化的金屬的溫度的金屬。
18.依據權利要求17的感應爐，其中所述陶瓷盒是用公用耐熔材料制成的并且是和所述磁路的極一起成形和退火的。
19.依據權利要求17或18的感應爐，其中所述磁路的極和所述線圈一起置在爐身襯套內，而該磁路的后部是用疊層變壓器鋼制成的并固定在爐身套上。
20.依據權利要求17、18或19的感應爐，其中所述感應器的所述極通過耐熔材料層和熔體隔開，該層的厚度由熔體溫度和所述鐵陶瓷的居里溫度之間的差決定。
21.一種包括套、襯圓柱部分、底和頂的電弧爐熔化室，其中RMF感應器設置在底襯套中，所述感應器的磁路用高居里溫度的鐵陶瓷制成。
22.依據權利要求21的熔化室，其中感應器線圈是以填充著其熔化溫度低于但其沸騰溫度高于爐內的熔體溫度的金屬的陶瓷盒的形式制成的。
23.一種用于生產鋁合金的反射爐，其中所述感應器的磁芯由鐵陶瓷制成并設置在爐襯套內，而線圈以帶有其中填充著具有權利要求22所述的特性的金屬的螺旋槽的陶瓷盒的形成構成。
24.一種利用由m相螺旋電流系統激勵的螺旋行進磁場強制影響導電介質的方法，其中通過連續的或者具有有限數量的第一類中斷、在某些點上光滑或不光滑的時間周期函數共相、分層頻率和振幅地調制或者振幅和初始相位地調制電流，從而第一相中的電流表達為J1＝A1(t)·F[Ω1(t)t+γ0]， (23)在第二相中J2=A2(t)·F[Ω2(t)(t-2πm)+γ0],etc.---(24)]]>在第n相中Jn=An(t)·F[Ωu(t)(t-2π(n-1)m)+γ0],---(25)]]>其中A1(t)＝A10{1+ε2[1+ε4×...×(1+ε2n)]·f2[ω2(1+ε3f3(ω3t+γ3))t+γ2]}，A2(t)=A10{1+ϵ2[1+ϵ4×...×(1+ϵ2n)]×f2[ω2(1+ϵ3f3(ω3(t-2πm)+γ3))t-γ2]},]]>An(t)=A10{1+ϵ2[1+ϵ4×...×(1+ϵ2n)]×f2[ω2(1+ϵ3f3(ω3(t-2π(n-1)m)+γ3))t+γ2n]},]]>ϵ2n=ϵ2n0·{1+ϵ2n+2×f2n+2[ω2n+2(1+ϵ2n+1×f2n+1(ω2n+1(t-2π(n-1)m)+γ2n+1))t+λ2n+2]},]]>A10是不調制電流的振幅，n是相數，P是感應器極對數，ε2n0是各種振幅調制等級的相對深度，ε2n+1是各種頻率調制等級的相對偏移，ω2n是各種振幅調制分層等級的頻率，ω2n+1是各種頻率調制分層等級的頻率，Ωn(t)=Ω0[1+ϵ1f1(ω1(t-2π(n-1)m))+γ1],]]>Ω0是調制或不調制電流的載頻，F、f2n、f2n+1是時間周期函數，γ2n、γ2n+1是初始相位。
25.一種利用由m相螺旋電流系統激勵的螺旋行進磁場強制影響導電介質的方法，其中通過連續的或者具有有限數量的一階中斷的時間周期函數同步、分層頻率和振幅地調制或者振幅和初始相位地調制電流，以便用權利要求24的表達式描述第n相電流，其中An(t)＝A10{1+ε2[1+ε4X...X(1+ε2n)]·f2[ω2(1+ε3f3(ω3t+γ3))t+γ2]} (26)以及ε2n＝ε2n0{1+ε2n+2·f2n+2[ω2n+2{1+ε2n+1f2n+1(ω2n+1t+γ2))t+γ2n+2]}(27)
26.依據權利要求24或25的方法，其中該電流系統的載頻是固定的，即，Ω(t)＝Ω0＝常數。
27.依據權利要求24、25或26的方法，其中只施加通過所述方法調制的轉動磁場。
28.依據權利要求24、25或26的方法，其中只施加通過所述方法調制的軸向行進磁場。
29.依據權利要求24、25、26、27或28的方法，其中通過二個或更多的通過所述方法調制的沿相同或不同方向傳播的相同或者不同的磁場影響導電介質。
30.依據權利要求24、25、26、27、28或29的方法，其中利用km個電極的系統(其中k是每相中的電極數量)對導電介質引入通過所述方法調制的附加的m相電流密度場。
31.一種連續的爐外在去除有害雜質的類鐵金屬熔體流中合金化液態金屬的方法，其中在由m相螺旋電流系統激勵的螺旋行進磁場的作用下該熔體沿長襯管流動并和合金添加劑或試劑混合，其中通過周期改變的時間函數頻率和振幅地調制所述電流，其中所述振幅調制沿該管軸周期改變。
全文摘要
這樣，如EMBF的準確電動力計算以及上面說明的對EMBF產生的湍流速度的評估那樣，在冶金和化工技術以及鑄造業中施加振幅和頻率調制的分層移動(轉動和軸向移動)電磁場可以明顯提高MHD設施的液壓效率，加強技術設備中的熱和物質的傳遞過程，明顯提高生產率，明顯降低生產金屬、合金、鑄件和化工產品的能耗并且改進它們的品質。
文檔編號F27D27/00GK1744960SQ200380109279
公開日2006年3月8日 申請日期2003年12月16日 優先權日2002年12月16日
發明者歐文·I·達迪克, 阿爾卡季·K·卡普斯塔, 博里斯·M·米哈伊洛維奇, 恩欣·G·戈布賴克, 沙烏爾·L·萊欣, 赫爾曼·D·布拉諾沃 申請人:歐文·I·達迪克, 阿爾卡季·K·卡普斯塔, 博里斯·M·米哈伊洛維奇, 恩欣·G·戈布賴克, 沙烏爾·L·萊欣, 赫爾曼·D·布拉諾沃