连续热浸镀锌锅低频电磁场封流实验研究

论文摘要

热镀锌钢板及其合金钢板，具有理想的耐腐蚀、成型和涂装综合性能以及成本低、外观好等优点，被广泛应用于国民经济的各个领域。随着对产品性能和质量越来越高的要求，连续热浸镀生产中不断推出新工艺和新设备，其中电磁封流技术就是热浸镀生产中的一种依靠电磁力封住底部开槽锌锅中的锌液从而取消沉没辊和稳定辊装置的新技术，该技术可以解决锌锅内部装置的浸蚀和带钢与沉没辊接触等所带来的一系列问题，从而可以提高热浸镀产品质量和产量，降低产品成本和劳动强度。本文依据电磁场的基本原理，设计和制造了感应器、镀槽等，选择了变频电源，进行了低频电磁场悬浮锌块的实验，得出了感应器线圈中输入电流、频率、感应器铁芯间隙及锌块规格与电磁力的关系，相同感应器间隙和频率下，电磁力随着电流的增大而增大；相同感应器间隙和电流下，电磁力随着频率的增大而增大，在本文的实验条件下，当电源频率为70hz，平衡锌块重力所需的电流较小；相同频率下，铁芯之间的间隙越大，产生相同电磁力所需的电流也越大，所以铁芯间隙在20～40mm之间选择；相同频率、间隙和电流下，锌块越宽，受到的电磁力越大，故设计用于实验的镀槽沿铁芯方向的尺寸不宜太小。因固态和液态在物理参数及流动性等方面存在差异，本着实验由简到难的顺序和相似性原则，采用液态镓模拟了低频电磁场封流锌液的实验，从中得出了电源输入频率、液态镓在感应器间隙中的位置与电磁力的关系，相同感应器间隙和电流下，电磁力随着频率的增大而增大，本实验条件下，能使镓的重力与电磁力平衡的较理想电源频率为55hz，相同实验参数下，相同质量的镓处于感应器间隙的不同位置时，电磁力差别较小。分别进行了液态镓在不加电磁场、施加电磁场和施加电磁场并改变镀槽材质条件下的封流实验，通过对比上述三种实验条件下漏完相同质量的镓所需要的时间，找到了一种可以明显提高液态镓所受电磁力的方法，即改变镀槽材质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 热浸镀工艺及产品简介
• 1.2 热浸镀锌锅
• 1.2.1 传统锌锅机构
• 1.2.2 电磁封流式锌锅机构
• 1.3 电磁封流技术
• 1.3.1 电磁泵封技术
• 1.3.2 CVGL 热浸镀技术
• 1.3.3 直流磁场封流技术
• 1.3.4 高频交流磁场封流技术
• 1.3.5 三种封流技术的比较
• 1.4 课题工程背景及本文研究主要工作
• 1.4.1 课题工程背景
• 1.4.2 本文研究主要内容
• 2 热浸镀锌电磁封流基础理论及原理
• 2.1 电磁封流基础理论
• 2.1.1 毕奥－萨法尔定律
• 2.1.2 电磁感应定律
• 2.1.3 洛伦兹力公式
• 2.1.4 麦克斯韦方程组
• 2.1.5 趋肤效应与透入深度
• 2.2 低频电磁场封流原理
• 3 实验设备设计与制造
• 3.1 电源
• 3.2 镀槽
• 3.2.1 材质的选择
• 3.2.2 形状和尺寸的选择
• 3.3 感应器
• 3.4 感应器的支撑机构和间隙调整机构
• 3.5 框架和行走装置
• 4 低频电磁场悬浮锌块实验
• 4.1 实验设备、材料和方法
• 4.2 实验结果及分析
• 4.2.1 电源输入电流与电磁力的关系
• 4.2.2 铁芯间隙与电磁力的关系
• 4.2.3 电源输入频率与电磁力的关系
• 4.2.4 锌块规格与电磁力的关系
• 4.2.5 陶瓷镀槽对电磁力的影响
• 4.3 小结
• 5 低频电磁场封流液态金属镓实验
• 5.1 实验设备、材料和方法
• 5.1.1 实验设备
• 5.1.2 实验材料
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 低频电磁场封流镓溶液实验结果及分析
• 5.2.1 输入频率与电磁力的关系
• 5.2.2 镓液面位置与电磁力的关系
• 5.2.3 镀槽材质对电磁力的影响
• 5.3 小结
• 结论
• 总结与展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢