Bagian atas kolam cair dari tungku peleburan induksi membentuk prinsip kerja “punuk”

Dalam proses peleburan tungku peleburan induksi, setelah bahan logam dilebur, lelehan akan membentuk gerakan teratur di bawah aksi gaya elektromagnetik. Gerakan ini dimulai dari pusat kolam cair dan bergerak ke kedua ujung kumparan. Karena logam dibatasi oleh dasar tungku dan dinding tungku, gerakan terakhir selalu ke atas, membentuk “punuk” di bagian atas kolam cair. Beberapa data menggunakan rasio tinggi punuk dengan diameter kolam cair untuk menyatakan kekuatan pengadukan kolam cair. Penampilan “punuk” ditunjukkan pada Gambar 2-9.

Gambar 2-9 Diagram skema morfologi “punuk” lelehan dalam tungku peleburan induksi

Namun, untuk secara akurat mengekspresikan bentuk “punuk” tungku peleburan induksi, dan untuk mengungkapkan aliran dan perilaku deformasi logam cair di bawah aksi medan elektromagnetik, perlu untuk menyelesaikan persamaan Maxwell (ditambah dengan Ohm’s hukum) untuk mendapatkan gaya elektromagnetik. Gaya elektromagnetik disubstitusikan ke dalam persamaan Navier-Stokes dan persamaan kontinuitas sebagai gaya volume untuk mendapatkan kecepatan aliran dan bentuk permukaan bebas. Pada saat yang sama, ketika bentuk permukaan bebas lelehan berubah, itu pasti akan mempengaruhi distribusi medan elektromagnetik dalam lelehan, dan kemudian mempengaruhi gaya elektromagnetik yang bekerja dalam lelehan, yang akan mengubah bentuk permukaan bebas dan distribusi kecepatan. dari lelehan. , Dapat dilihat bahwa medan aliran dan medan elektromagnetik sangat digabungkan.

Untuk mendapatkan morfologi “punuk” lelehan dalam keadaan setimbang dan menyederhanakan proses perhitungan, asumsi dasar berikut dapat dibuat untuk tungku peleburan induksi:

(1) Karena efek kulit, kedalaman penetrasi saat ini 3 jauh lebih kecil daripada ukuran peningkatan dan lelehan logam. Oleh karena itu, gaya elektromagnetik yang bekerja dalam lelehan dapat dianggap sebagai gaya permukaan dan dapat dinyatakan dengan tensor tegangan magnet (magnetic stress tensor);

(2) Perubahan morfologi “punuk” lelehan tidak mempengaruhi distribusi garis gaya magnet dalam lelehan;

(3) Jika itu adalah siput tembaga terbelah, karena medan elektromagnetik hanya dapat memasuki lelehan melalui celah antara lobus yang terbelah, efek akhir medan elektromagnetik sangat kecil. Oleh karena itu, induksi elektromagnetik dalam tembaga split meningkat. Intensitasnya dihitung sesuai dengan intensitas induksi elektromagnetik di dalam solenoida tak terhingga. Ketika sistem mencapai kesetimbangan, tegangan permukaan pada punuk, tekanan statis lelehan dan gaya permukaan elektromagnetik ekivalen rata-rata sesaat mencapai kesetimbangan.