电磁搅拌技术在连铸机上的应用及其对铸坯质量的影响
电磁搅拌技术在连铸机上的应用及其对
铸坯质量的影响
摘要：连铸电磁搅拌装置能有效地改善铸坯的内部组织结构，提升表面的质量，减少中心偏析和中心疏松，基本消除中心缩孔和裂纹，大大增加等轴晶率，是生产高碳钢的必要设备，因而广泛应用于各种方坯连铸机上。电磁搅拌能够实现无接触能量的转换，即不予钢水接触就可以将电磁能转换为钢水的动能和部门热能，并且可人为调节电磁流的方向及钢水搅拌方向，从而生产出符合不同钢种需求的板坯，对改善板坯质量有重要的作用。鉴于此，本文对电磁搅拌技术在连铸机上的应用及其对铸坯质量的影响进行分析与探讨。
关键词：电磁搅拌技术；连铸机；二冷配水；铸坯质量
1.
电磁搅拌技术原理和分类
电磁搅拌器相较于三相异步电动机工作原理相同，三相电源提供电力支持，在磁极中形成旋转磁场。通过搅拌装置的钢液，磁场会产生电磁力矩作用在钢液上，围绕着注流断面轴心旋转运动。电磁力方向是由磁场磁极变化方向所决定，任意两相电源界限交换，即可改变电磁力方向，结合搅拌工艺要求，灵活调整电磁搅拌方向。通过控制钢液对流、传热和传质过程，促使钢液过热度均匀，打破树枝晶，促进钢液中的气泡和杂质上浮，加剧等轴晶形成。通过此种方式，可以改善中心疏松、缩孔和中心偏析问题，切实提升铸坯内在质量和表面质量。就电磁搅拌器类型来看，依据不同安装位置划分为三种：①二冷区电磁搅拌器，在连铸机的二冷段位置安装，有足辊下搅拌器。②结晶器电磁搅拌器，在连铸机结晶器的位置上安装，跨于足辊和结晶器的搅拌器也属于此类范畴。③凝固末端电磁搅拌器，在接近连铸机凝固末端区域安装。④中间包加热用电磁搅拌器，此类电磁搅拌器在连铸机中应用，促使钢液温度始终保持在中间包液相温度的10~25℃
范围内，在应用范围较广，无论是投资还是成本都远远小于等离子加热方式，二次冶金效果较为可观。
1.
电磁搅拌工艺对于连铸工艺的影响
电磁搅拌装置的应用，铸坯可以获得中心较宽的等轴晶带，对于改善中心偏析和中心疏松等问题效果显著。究其根本，是由于电磁搅拌器的应用，钢液运动速度加快，凝固前沿枝晶被折断，液相穴底可以获得圆滑与宽大，抑制柱状晶生长，避免凝固桥形成，在改善铸坯中心疏松问题方面效果显著。另外，可以改善小钢锭结构成型，规避中心偏析的铸坯问题出现。
2.1改善连铸坯的坯壳厚度不均问题
结合连铸工艺特性，连铸坯凝固是一个复杂的过程，经历传热和传质过程，钢水在20~80 s时间内只通过1m左右结晶器，但是却有超过28%的热量经由结晶器传出，这个过程的本质上是一个散热过程。受到冷却系统水流分布、结晶器结构和保护渣等因素多方影响，结晶器传热效果不符合预期要求，而钢水冷却强度也不尽相同，不可避免的出现铸坯坯壳厚度不均问题。通过对钢水无接触性的搅拌，有助于进一步提升传热效率。电磁搅拌器在结晶器外侧安装，通过磁场和感应电流的联合作用，促使结晶器中钢水旋转，热量加快传到结晶器外，促使钢水冷却强度更加均匀，改善连铸坯壳厚度不均问题，改善铸坯质量。电磁搅拌工艺相较于传统的技术，或是并未使用电磁搅拌工艺的铸坯，等轴晶率要提升超过10%~20%，在细化晶粒方面效果显著，铸坯在截面上的晶粒均匀、细小。柱状晶生长期间，液相选用电磁搅拌，柱状晶生长方向将会发生改变，向迎流方向倾斜生长。
2.2改善连铸坯夹杂物上浮难的问题
连铸生产期间，由于结晶器中钢水凝固是一个快速的过程，温度逐步下降钢水也会持续凝固，凝固前气体饱和，气体析出附着在杂质上，产生气泡。气泡的产生，多是由于脱氧不良导致，轧制期间气泡如果未经及时处理，会造成铸坯表面缺陷，并且这种有害缺陷将会进一步扩大。同时，这些气泡容易被枝晶捕获，
是导致夹杂物形成的一个主要原因。即便普通连铸工艺中，部分夹杂物伴随钢水运动上浮被保护渣吸收，但多数的夹杂物是无法上浮到表面的。依托于电磁搅拌技术，推动连铸工艺改进和创新，通过非接触电磁力来促进钢水旋转运动，加快钢液的上下流动速度，在电磁力作用下促使夹杂物上浮，便于熔渣充分吸收，有效改善皮下气泡问题。
2.3连铸坯的中心偏析问题
连铸坯中心偏析问题的出现，是由于连铸生产过程中选择高强度冷却方式加快铸坯凝固速度，平行推进凝固界面，促使铸坯保持单面散热的状态。连铸铸坯断面的温度梯度较高，逐步冷却后，凝固界面前沿的温度梯度越来越高，促使柱状晶形成。而在凝固末期，尚未凝固的富集元素仍然在钢液中旋转流动，出现了中心偏析问题。针对此类问题，使用电磁搅拌技术产生强有力的电磁搅拌力，加快钢液旋转速度，钢水热量交换速度变快，便于钢液更加均匀冷却，减少铸坯断面温度梯度，有效改善中心偏析的质量问题。电磁搅拌工艺对于成分均匀化所产生的影响较大，具体表现在钢水冷却速度和流动方向因素相关联，基于电磁搅拌工艺处理后的铸坯，成分均匀化效果更加明显。同时，由于铸坯细化晶粒，导致铸坯抗拉强度大幅度提升，如果将强度控制在特定范围内，那么铸坯表面将更加圆滑，在降低应力集中程度的同时，提升铸坯塑性。
三、电磁搅拌技术在连铸机中应用
3.1单一搅拌工艺
连铸机上选择的搅拌方式是否合理，直接关乎到铸坯质量。选择单一式的搅拌工艺较为普遍，对偏析要求不严格，可以改善铸坯内在质量和表面质量，可以满足保护式浇铸和敞开式浇铸需要。铸坯表面和皮下区是安装了结晶器电磁搅拌器内形成，在电磁力作用下导致钢水旋转，对凝固壳内表面进行冲刷，气体析出，可以改善铸坯表层温度，有效把握坯壳的尺寸和致密性，改善翻皮、夹渣和气泡等问题。选择二冷段电磁搅拌工艺，可以细化晶粒等轴晶区域，宽度大小需要依据搅拌器安装位置液芯宽度来调整确定。此种搅拌器可以提供螺旋式搅拌运动，螺旋式搅拌方式优势突出，可以满足小方坯作业需要，而行波式搅拌方式则适合
在板坯和大方坯中应用。除此之外，还有一种新式螺旋桨式的搅拌工艺，可以实现上述两种搅拌工艺叠加，但是投资成本高，耗能高，所以实际推广应用难度较大。二冷段电磁搅拌技术应用，根据应用条件不同，所选择的模式也有所差异。
从结构角度划分，包括箱式电磁搅拌器、辊式电磁搅拌器和插入式电磁搅拌器几种。①箱式电磁搅拌器。在实际应用中，更换连铸机内弧侧的磁性支撑辊，选用非磁性支撑辊，同时配备一台行波磁场电磁搅拌器，以此来形成磁场，作用钢水运动。由于装置气隙较大，能耗随之增加，加之体积和自重大，所以设备安装以及后期检修维护难度较大，需要在设计中全面考量。②辊式电磁搅拌器。板坯扇形段两侧取消1、2个支撑辊，同外径电磁搅拌辊在扇形段上安装，用于支撑与搅拌。由于此种装置特性，是将电磁搅辊线圈在辊套内部安装，铁芯与铸坯表面较为接近，所以装置运行功率较小。选择电磁搅拌辊连铸机改造费用较小，不需要过多的改造。搅拌器安装位置改变较为容易，在同直径不同非驱动辊上，综合考量选择最佳的搅拌位置，此种方式是二冷段搅拌工艺的最佳选择。③插入式电磁搅拌器。板坯两侧取消一对支撑辊，选择两对非磁性的小辊支撑板坯，并且在两侧小辊之间分别安装插入式板坯电磁搅拌器。此种方式相较于其他两种，电磁搅拌器功率较大，并且铁芯与铸坯表面紧靠，搅拌效果较为可观，但是设备的安装和维护难度较大，一旦出现故障，可能会造成生产停滞，浪费资源，增加成本。
3.2组合式搅拌工艺
如果是高合金钢和高碳钢浇铸，可能出现过热度高和铸造快速的问题，或是遇到特殊要求的连铸工艺，仅仅凭借单一搅拌工艺难以保证铸坯质量。基于此，可以选用两个间距一定的搅拌器组合使用。组合搅拌式工艺可以改善合金元素聚集在轴向的问题，但是难以改善含碳量高的钢种偏析问题，可以推行S2+FEMS组合搅拌工艺，借助末端位置安装的搅拌器，促使铸坯中的晶粒运动，金属元素混合搅拌，凝固介乎后形成良好组织结构，均匀度符合要求。对于部分浇铸难度较大的钢种，以滚珠轴承钢为代表，可能受到客观因素影响产生特殊冶金问题，推行三种搅拌器组合工艺，充分整合不同工艺优势，有助于最大程度上改善铸坯内部质量，需要结合实际情况灵活选用。
四、结束语
综上所述，电磁搅拌技术在板坯连铸上应用的冶金效果是显而易见的，随着国内外钢铁行业竞争的加剧，生产高质量的高端产品必然是一种趋势。电磁连铸技术是将合适型号的电磁搅拌装置安装在连铸机的不同部位,在连铸过程中利用电磁搅拌产生的电磁力将铸坯内金属液搅动以对抗其所受的重力作用，这种电磁搅拌形式高效并且是非接触式的，在金属熔体的凝固过程中可以有效使其内部均匀流动、传热和传质，从而获得理想的温度场和流场，有效减少熔体内合金元素分布不均等凝固缺陷，细化铸坯晶粒尺寸，改善连铸坯的质量，进而生产制备出各项性能优异的铸坯。
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电磁搅拌技术在连铸中的应用
电磁搅拌技术在连铸中的应用 近年来，连铸坯的质量越来越受到重视，因而围绕提高连铸坯质量的研究工作也取得了很大的进展。电磁搅拌技术是电磁流体力学在钢铁工业中最成功的应用之一。通过定量认识电磁场在多层介质中的传递，控制连铸过程中钢水的流动、传热和凝固，进而降低钢水的过热度、去除夹杂从而扩大等轴晶区，减少成分偏析，减轻中心疏松和中心缩孔。几十年来，国内外学者对电磁搅拌技术进行了大量的理论及实验研究，并应用于工业生产。电磁搅拌技术已经成为连铸过程中改善铸坯质量的最重要和最有效的手段之一。 1国内外电磁搅拌技术的发展概况 磁流体力学是电磁学，流体力学以及热力学相互交叉的学科，简称MHD(magnetohydrodynamics)，主要研究电磁场作用下，导电金属流体的运动规律。在磁场里，导体的运动产生电动势，从而产生感应电流，导体本身也产生磁场。液态金属作为载流导体，在外加磁场的作用下产生了电磁力，这种电磁力的作用促使载流液体流动，同时伴随着三种基本的物理现象——电磁热，电磁搅拌，电磁压力。这三种现象在材料的冶炼、成形、凝固等工艺中已广泛应用。 连铸钢液电磁搅拌技术已经历几十年的试验研究和发展的过程。早在上世纪50年代，就由在德国Schorndorf和Huckingen半工业连铸机上。进行了首例连续铸钢电磁搅拌的试验。60年代，在奥地利Kapfenberg厂的Boehler连铸机上用于浇铸合金钢。60年代末一些工作者还进行了结晶器电磁搅拌和二冷区电磁搅拌的实验。1973年法国的一家工厂率先在其连铸机上安装了电磁搅拌器并投入工业应用，从而奠定了连铸电磁搅拌技术工业应用的基础。1977年，法国的Rotelec公司开发了小方坯和大方坯结晶器电磁搅拌器并以Magnetogyr-Process 注册商标，将其商品化。1979年，法国钢研院又在德国Dunkirk厂板坯连铸机上采用了线性搅拌技术，取得良好效果。进入80年代后，电磁搅拌技术发展更快，特别是日本，发展更为迅速。在神户钢铁公司的加古川厂，开发应用了线性马达型电磁搅拌器来控制结晶器内钢水流动的工艺。日本住友金属工业公司也相继提出并采用了静磁场通电型电磁搅拌技术，用作板坯二冷区的电磁搅拌。日本川崎公司也和瑞典ASEA公司共同开发了新的搅拌技术，并在川崎公司水岛钢铁厂的5号板坯连铸机上进行了实验，收到了良好的冶金效果。 国内连铸电磁搅拌技术的应用比国外相对较晚。自1986年武钢公司从联邦德国引进ORC．1600型电磁搅拌装置(EMS)安装在二炼钢三号铸机的二冷段，用于改善连铸板坯的宏观组织，增加等轴晶率，减少铸坯中心偏析疏松及铸坯内裂等缺陷，以期实现改善钢坯质量，扩大浇铸品种的目的才开始了我国电磁搅拌技术的工业应用。最初只在少数钢铁厂采用电磁搅拌技术如：重庆三厂、洛钢、
连铸电磁搅拌
连铸电磁搅拌 1.引言 连铸技术是金属冶炼和加工过程中的重要环节，其目的是将高温熔融的金属连续不断地浇注成所需形状的固体金属件。在连铸过程中，为了提高铸坯的质量和产量，人们引入了多种冶金技术和工艺，其中连铸电磁搅拌是近年来发展起来的一项重要技术。 2.电磁搅拌技术原理 电磁搅拌技术是一种利用磁场力对金属熔体进行非接触式、低能耗的强化搅拌技术。在连铸过程中，通过在钢水注入结晶器的过程中施加一个适当的磁场，使钢水在磁场的作用下产生旋转或流动，从而实现钢水的均匀混合和传热。这种技术的应用可以显著提高铸坯的内部质量和表面质量，减少铸坯的缺陷和裂纹，从而提高了产品的成品率和力学性能。 3.连铸电磁搅拌的应用 连铸电磁搅拌技术在多种金属材料的连铸过程中得到了广泛应用，如钢铁、铜、铝等。在钢铁行业，连铸电磁搅拌技术主要用于提高方坯、板坯和圆坯的质量和产量。通过对方坯进行电磁搅拌，可以显著减少中心疏松和偏析，提高其力学性能；对板坯进行电磁搅拌，可以提高其表面质量和尺寸精度；对圆坯进行电磁搅拌，可以提高其内部质量和生产效率。 在铜、铝行业，连铸电磁搅拌技术也得到了广泛应用。例如，对铜合金进行电磁搅拌可以显著提高其成分均匀性和力学性能；对铝合金进行电磁搅拌可以改善其组织结构和力学性能，从而提高其抗拉强度和延伸率。 4.经济效益与社会效益
连铸电磁搅拌技术的应用可以带来显著的经济效益和社会效益。首先，通过提高铸坯的质量和产量，可以减少产品的废品率和生产成本，提高企业的经济效益。其次，连铸电磁搅拌技术的应用可以显著降低能耗和减少环境污染，从而提高了企业的环保水平和社会形象。此外，连铸电磁搅拌技术的应用还可以提高生产效率和生产能力，从而为企业创造更多的商业机会和竞争优势。 5.结论 连铸电磁搅拌技术是一种重要的冶金技术，其在提高铸坯质量和产量、降低能耗和环境污染等方面具有显著的优势。随着技术的不断发展和完善，连铸电磁搅拌技术的应用范围和效果将不断扩大和提高。未来，我们需要进一步研究和探索连铸电磁搅拌技术的原理和应用，以推动其在更多领域的应用和发展。 6.展望与未来研究方向 随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，连铸电磁搅拌技术的研究和应用将面临更多的挑战和机遇。未来研究的方向包括：进一步研究和优化电磁场的设计和施加方式，以提高搅拌效果和减少能耗；研究和探索不同金属材料在电磁搅拌作用下的组织演变规律和机理；研究电磁搅拌技术在新型金属材料制备中的应用；研究和开发具有自主知识产权的连铸电磁搅拌技术和设备等。通过这些研究和发展，我们相信连铸电磁搅拌技术将为冶金工业和其他相关领域的发展做出更大的贡献。
钢铁工艺连铸工艺中电磁技术的应用
【钢铁工艺】连铸工艺中电磁技术的应用近年来，电磁制动与电磁搅拌技术在我国钢铁行业应用广泛，是连铸工艺体系的重要组成部分，电磁技术的应用有助于解决结晶器内钢水过热、铸坯等轴晶率不足、结晶器液面不稳、铸坯夹杂物含量高等工艺难题，进一步提升了产品质量。基于此，为切实满足日益提高的连铸工艺要求与生产需求。 今天我们就给大家介绍一下连铸工艺体系中电磁制动、电磁搅拌两项技术的发展历程、作用原理与注意事项，并探讨技术应用措施。 电磁制动技术一发展历程 电磁制动技术理念早在20世纪八十年代便被日本川崎公司与瑞典ABB公司提出，水岛钢厂等项目中得到应用实施，有助于提高产品质量与生产效率,但第一代电磁制动技术却存在着电磁极间距不易控制的缺陷不足，实际制动效果并不理想。对于第一代电磁制动设备而言，设备空间极为狭小，这就对设备中的各类元件提出了更高的要求。当设备内部元件体积过大时，将会使各元件的作用无法得到发挥。此外，还会使铸坯厚度大大增加。针对此类问题，两家公司陆续推出单条型电磁制动、双条型电磁制动、全幅两段与三段电磁制动等全新技术。例如，双条形电磁制动技术应用期间会生成两个位置不同的磁场，各磁场能够相互制约、促进，且方向相反，发挥着不同的功能,这使得制动效果得到明显改善，电磁制动技术逐渐具备了大规模应用推广的技术条件，得到国内外钢铁企业的广泛应用。虽然我国该领域研究发展起步晚，但相关技术人员正积极应用信息技术提高该领域整体发展水平。
电磁制动技术一作用原理 在连铸工艺体系中，电磁制动是一项装置通电条件下通过形成静态磁场来引导结晶器内钢水沿特定方向流动、控制钢水流速和抑制涡流的技术手段,起到稳定结晶器液面、提高弯月面温度、降低钢水夹杂物含量等多重作用，具体如下：其一，稳定结晶器液面。在磁场制动力作用下来维持液面状态，避免因液面波动幅度过大出现拉漏、重熔、坯壳残留过量保护残渣的问题，或是因液面波动量不足而影响到保护渣融化、润滑效果。其二，提高弯月面温度。在制动力作用下，保持结晶器内钢液的上下分开内流动状态，起到控制流体传热速率、避免下部钢水冷却对上部流体造成过度影响的效果，同时,还可以通过电磁制动来保持下部循环流回路的最佳尺寸。在电磁制动技术应用前后，弯月面部位温度平均提升5-10C。。其三，降低钢水夹杂物含量。在钢液靠近磁场时形成感应电流，在电流、磁场共同作用下形成制动力，通过分配钢水主流股的方式来缩短夹杂物运动路径、实现夹杂物上浮分离目标。 电磁制动技术一技术应用注意事项 首先，在装置选型设计环节，钢厂根据实际生产情况来明确技术应用目标，围绕目标来设定电磁制动装置的性能指标要求。例如，我国鞍钢股份稣鱼圈钢铁分公司以改善钢液流动状态为技术目的，在板坯连铸机结晶器内配置2对制动装置，该装置采取全幅二段电磁制动技术，装置由4个线圈、铁芯与磁极等部分组成，铸坯断面尺寸为(170-230)X(750-1450),在结晶器两侧宽面分别布置2个线圈，对上下端线圈采取电流独立控制方式，从而在水口下方与弯月面部位形成下段、上段磁场，下段磁场负责控制水口处向外吐出的钢水流速，上段磁场负责
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电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用技术 随着社会经济与科学技术不断的发展与完善，对连铸坯的质量提出了更高要求。最近几年，建筑行业得到迅猛发展，人们越来越重视连铸坯的质量。电磁搅拌技术在建筑领域中的应用进一步提高了连铸坯的质量，并且对于降低杂物质量和促进成分融合具有至关重要的作用。磁场相互作用产生电磁力，对钢水起到搅拌作用。是通过恒定磁场与运动的导电钢水相互作用，在钢水中产生感应电流，感应电流与磁场相互作用产生电磁力，此电磁力的方向恰好与钢水的运动方向相反，对钢水起制动作用，因此这种搅拌被称为电磁制动。文章从多个角度就电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用进行探究。 标签：电磁搅拌技术；连铸机；应用技术 随着钢管连铸生产需求不断增加，我国对电磁搅拌连铸工艺的理论研究与实践研究不断加大，并且在各个领域中得到广泛应用。超纯净钢的开发与应用对铸坯的质量与凝固组织提出了更严格的要求，电磁搅拌技术以其独特被广泛应用，对社会生产生活以及社会经济发展具有积极的促进作用。 1、电磁搅拌技术原理 电磁搅拌的工作原理主要是依靠磁场，也就是说当电流变化时，线性感应电机的磁极和另一个极点会产生相同的电磁力，然后开始以恒定角速度切断熔金属，熔体内就会产生相应的感应电流。当前我国对电磁搅拌技术的理论研究与实践研究还不够成熟，由于多方面因素限制在生产过程中还存在一些问题，并没有发挥出应有的效能。从本质上来说，电磁搅拌技术就是使用电磁力迫使熔融金属产生平稳移动，减少外界因素对电磁场的影响。同时使凝固过程熔熔金属的温度与浓度保持均匀，如果在凝固过程中受到其他因素影响或者操作失误等原因导致熔融金属浓度与温度都不符合相应要求，则就降低凝固过程的形核功和临界核半径。只有保持熔融金属浓度与温度均匀化，才可以增加等轴晶的数量，最终实现晶粒细化的目的。根据磁场的工作形式，电磁搅拌可以分为直线型与旋转型，结合生产实际情况与生产需求，使用不同的电磁搅拌形式，从根本上保证铸坯内外部分的质量，一般情况下，直线型电磁搅拌磁场方向与坯材表面的宽度保持水平，也就是说在铁芯的定子绕组上连接交流电，通过金属液产生感应电流与电磁转矩，进而提高铸坯质量。 2、电磁制动的问题分析 随着科学技术与社会经济的飞速发展，对建筑行业的可持续发展提供了积极的推动力。随着社会生产生活对钢铁需求越来越多，对钢质量提出了更严格要求。钢水流动方式是保证钢质量的关键，也就是提高钢质量的重要内容，为了保证钢质量符合生产相应要求，必须采用内钢水的流动模式，这是目前保证板坯质量的最佳模式。由于在生产实践中会消耗大量的人力与物力，并且还需要强大的资金做支持，内钢水的流动模式可以简化生产流程，提高工作效率，但是对操作
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板坯连铸机结晶器内电磁搅拌技术
板坯连铸机结晶器内电磁搅拌技术 摘要：连铸电磁搅拌技术在冶金工业中的应用可以提高钢坯的质量，降低成本消耗，提高连铸钢的等级，降低了芯部收缩，避免了芯部偏聚，改善了铸锭内等轴晶粒。因此，将电磁搅拌技术引入到炼钢生产中，将大大提升炼钢产品的品质，为炼钢工业带来新的生机。今后，工业计算机控制技术将与连铸电磁搅拌技术、冶金技术、信息技术等相融合，开拓冶金产业发展新方向，逐渐实现了电磁搅拌的可视化和自动化。同时，要充分利用新设备和新技术，大力研发新设备和新技术，以增加产品的技术含量和产品的使用效率；节能减排，节能增效，高质量钢铁产品的产量不断增加，为中国钢铁行业与国际接轨做出了重要贡献。 关键词：板坯连铸机；结晶器；电磁搅拌技术 引言 连铸坯的中心偏析、夹杂物和中心收缩是连铸坯的关键问题，严重影响连铸坯的内部质量。电磁搅拌是最常用的连铸技术，它可以通过电磁力优化和消除模具中钢水的过热。电磁搅拌后，坯料的等轴晶粒率显著提高，使坯料固化良好，提高了产品性能。本发明可以有效地解决连铸坯的中心收缩和清洁度问题。 1结晶器电磁搅拌及连铸坯概述 连铸坯是由钢水通过连铸机制成的坯段。连铸技术可以简化从钢水到钢坯的整个生产过程，而无需连铸。因此，连铸坯具有生产成本低、金属获取率高、劳动条件好等一系列优点。目前，连铸坯已成为轧制生产的重要原料。但是连铸坯也存在一些缺陷。例如，一般孔隙率、中心孔隙率、一般点偏析、皮下气泡、铸锭偏析、边缘偏析、内部气泡、残余收缩、剥落、白点、轴向晶体裂纹、非金属夹杂物和芯部裂纹。在低倍率检查中，可能会出现中心气孔、收缩、中心偏析、表面角裂纹和表面边缘裂纹等缺陷。
电磁搅拌是通过在铸坯液空腔中产生的电磁力来强化钢液在空腔中的移动， 进而强化了钢液的传热、对流和传质，进而实现对铸坯的凝结进程的控制，这对 改善铸坯的品质具有重要的意义。目前，模具电磁搅拌是最常见的设备，适用于 各种连铸机。它可以改善钢坯的表面质量，细化晶粒尺寸，减少钢坯的夹杂物和 中心孔隙率。一般情况下，为了避免影响自动液位控制装置的使用，通常安装在 模具的下部。电磁搅拌在结晶器中的作用如下：首先，提高钢坯的表面质量。坯 料的表面在模具下固化。搅拌器可以放置在模具的弯月面上，以便在凝固开始前“清洁”坯料表面。其次，提高钢坯的内部质量。它可以增加等轴晶面积，细化 晶粒尺寸，减少中心孔隙率，减少中心偏析，甚至消除白带现象。在使用模具电 磁搅拌时，应注意以下几点：首先，模具粉末可能会缠绕在它们之间，导致坯料 中有更多的夹杂物。在结晶器中进行电磁搅拌可以有效地提高钢坯的质量，提高 搅拌强度效果更显著。但也有必要将强度控制在一个固定的范围内。如果强度过高，会导致坯料中出现夹杂物结晶器粉末，从而增加夹杂物的数量，并产生负面 影响。同时，电磁搅拌也是影响模具液位检测效果的直接因素。目前，为了解决 这一问题，人们广泛使用减少搅拌线圈的安装位置，但这也限制了电磁搅拌在模 具中的冶金效果，难以通过电磁搅拌改善高碳钢的中心碳偏析。尽管模具中的电 磁搅拌可以大大降低中心偏析的偏差和峰值，但中心偏析的平均值没有明显变化。因此，很难通过电磁搅拌从根本上改善模具中碳的中心偏析。 2连铸电磁搅拌的分类 1）连铸电磁搅拌可分为结晶器电磁搅拌（M-EMS）、二次冷却电磁搅拌（S-EMS）、端部电磁搅拌（F-EMS）及其组合。在这三种混合形式中，M-EMS是提高 板坯质量最有效的方法。S-mes是最早发明的搅动形式。随着连铸技术的发展， 仅使用S-EMS或者M-EMS已经不足以满足高质量产品中的要求。在生产中，经常 采用结晶器、二次冷却区和凝固终点的混合搅拌方法。 2)结晶器电磁搅拌的分类 （1）根据钢的流动方向，连铸电磁搅拌可分为旋转搅拌、线性搅拌和螺旋 搅拌。方形、圆形和异形钢坯采用旋转搅拌，而长宽比较大的板坯和矩形钢坯采 用线性电磁搅拌。
电磁搅拌技术的应用
电磁搅拌技术的应用标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
电磁搅拌的应用 材料与冶金学院冶金工程2012—4 侯虎兴 摘要：电磁搅拌是广泛应用连铸生产的技术，通过产生的电磁力，改善消除结晶器内钢水的过热度，可提高铸坯的等轴晶率，得到良好凝固组织的铸坯，从而改善成品的性能。 关键词：电磁搅拌过热度等轴晶 1 前言 电磁搅拌器(简称EMS)是由瑞典ASEA公司首先提出的，1932年Dreyfus博士从法拉第的电磁感应原理中发现，低速移动着的感应磁场能在钢水中产生强力的搅拌作用，并与Sandvik厂合作，于1948年研制成第一台用于电弧炉炼钢的电磁搅拌器，后来该技术逐渐应用于感应熔炼炉、钢包精炼炉和连铸机。电磁搅拌应用于连续铸钢是连铸技术最重要的发展之一。 2 电磁搅拌的作用原理 电磁搅拌的实质就是借助在铸坯的液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢水的运动，由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制铸坯的凝固过程,对提高铸坯质量具有积极的作用。 连铸坯液相穴内钢水对流运动对消除过热度、改善铸坯凝固组织和成分偏析等有重大影响。而钢水流动的驱动力来自铸流的动能和外力，前者与浇注方式有关，后者则可以在液相穴的任何位置上外加电磁力即使用电磁搅拌，而后者的影响要远甚于前者。 3 电磁搅拌器的类型 用于连铸过程的电磁搅拌器按其安装的位置，有如下几种：
(1) 中间包加热用电磁搅拌器HEMS：该种电磁搅拌使连铸过程中的钢水温度在液相线温度以上30℃或40℃，使中间包二次冶金的效果更佳。 (2) 结晶器电磁搅拌器MEMS：是目前各种连铸机都适用的装置，它对改善铸坯表面质量、细化晶粒和减少铸坯内部夹杂及中心疏松有明显的作用，应用最为广泛。为不影响液面自动控制装置的使用，一般安装在结晶器的下部。 (3) 二冷段电磁搅拌器SEMS：又可分为二冷一段电磁搅拌器S1EMS和二冷二段电磁搅拌器S2EMS。S1EMS安装在结晶器一段的足辊处，其功能与MEMS类似，两者不重复使用，由于其更换、维修方便，因此其投资和运行成本比较经济。S2EMS是促进铸坯晶粒细化的有效手段，一般与MEMS或S1EMS一起使用。 （4）凝固末端电磁搅拌器FEMS：一般在浇注对碳偏析有严格要求的含碳高的钢种时采用，为保证搅拌效果，其安装位置要靠近凝固末端，一般在液芯直径为Φ60-80mm处为佳，并允许调节。 4 电磁搅拌在典型钢种生产中的应用[1] 不锈钢 对于铁素体不锈钢SUS430，等轴晶率与冷轧板皱折的发生有很大关系，当等轴晶率大于等于50%时，可有效防止皱折的发生，通过使用S-EMS达到这种效果，图1所示过热度与等轴晶率的关系。图中可看出，使用S-EMS可在很大程度上放宽对浇注温度的限制要求。 图1 中间包内钢水的过热度与等轴晶率的关系 电工钢
电磁搅拌器发展及应用现状
电磁搅拌器的调查报告
目录 第1章电磁搅拌器的简介1 1.1定义1 1.2 原理1 1.3 安装模式及分类1 1.4.2 SEMS 扩大等轴晶率 (2) 1.4.3 FEMS 细化等轴晶 (2) 第2章电磁搅拌器的开展2 2.1 电磁搅拌技术在国外的开展和应用情况3 2.2 电磁搅拌技术在中国的开展和应用现状5 第3章电磁搅拌器的应用7
第1章电磁搅拌器的简介 1.1定义 电磁搅拌器，是炼钢行业中的一种机器，具有强化钢水运动和推动钢水运动的能力。 1.2 原理 电磁搅拌器〔Electromagnetic stirring: EMS〕的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。 1.3 安装模式及分类 根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置大致有以下几种模式： 〔1〕结晶器电磁搅拌：Mold Electromagnetic stirring: M EMS 搅拌器安装在结晶器铜管外面。〔2〕二冷区电磁搅拌：St rand Electromagnetic Stirring: SEMS 搅拌器安装在铸坯外面。 〔3〕凝固末端电磁搅拌：Final Electromagnetic stirring: FEMS 用于方坯连铸搅拌器安装在铸坯外面。1.4 电磁搅拌器的冶金效果
表1 1.4.2 SEMS 扩大等轴晶率 表2 1.4.3 FEMS 细化等轴晶 第2章电磁搅拌器的开展 连铸是钢铁生产流程中的重要环节，钢材的质量在很大程度上取决于连铸坯的质量。生产实践说明，应用电磁搅拌技术能有效改善连铸坯的质量。从20世纪80年代开场，国外的电磁搅拌技术逐渐走向成熟。80年代中期，国在引进国外连铸机的同时，也引进了一批不同类型的电磁搅拌装置。但由于种种原因，许多钢厂电磁搅拌技术的应用并不理想，造成设备的闲置。与此同时，我国仍在继续引进国外的电磁搅拌技术0在这种情况下，有必要对现有连铸用电磁搅拌器的设
连铸电磁搅拌
1.什么叫电磁搅拌(简称EMS)? 大家知道,一个载流的导体处于磁场中,就受到电磁力的作用而发生运动。同样。载流钢水处于磁场中就会产生一个电磁力推动钢水运动,这就是电磁搅拌的原理。 电磁搅拌是改善金属凝固组织,提高产品质量的有效手段。应用于连续铸钢, 已显示改善铸坯质量的良好效果。 早在1922年就提出了电磁搅拌的专利。论述了流动对金属结构、致密性、偏析和夹杂物等方面的影响。1952年开始在钢厂连铸机二次冷却区装置电磁搅拌的 试验。随着连铸技术的发展,为改善连铸坯质量,人们对电磁搅拌结构、类型、搅拌方式和冶金效果进行广泛深入研究,使电磁搅拌技术日益成熟,得到了广泛的应用。 2.电磁搅拌器有哪几种类型? 电磁搅拌器型式和结构是多种多样的。根据铸机类型、铸坯断面和搅拌器安 装位置的不同,目前处于实用阶段的有以下几种类型。 (1)按使用电源来分,有直流传导式和交流感应式。 (2)按激发的磁场形态来分,有:恒定磁场型,即磁场在空间恒定,不随时间变化;旋转磁场型,即磁场在空间绕轴以一定速度作旋转运动;行波磁场型,即磁场在空间以一定速度向一个方向作直线运动;螺旋磁场型,即磁场在空间以一定速度绕轴作螺旋运动。 目前,正在开发多功能组合式电磁搅拌器.即一台搅拌器具有旋转、行波或螺 旋磁场等多种功能。 (3)按使用电源相数来分,有两相电磁搅拌器,三相电磁搅拌器。
(4)按搅拌器在连铸机安装位置来分,有结晶器电磁搅拌器、二次冷却区电磁搅拌器、凝固末端电磁搅拌器。 3.电磁搅拌技术有何特点? 与其他搅拌钢水方法(如振动、吹气)相比,电磁搅拌技术有以下特点: (1)通过电磁感应实现能量无接触转换,不和钢水接触就可将电磁能转换成钢水的动能。也有部分转变为热能。 (2)电磁搅拌器的磁场可以人为控制,因而电磁力也可人为控制,也就是钢水流动方向和形态也可以控制。钢水可以是旋转运动、直线运动或螺旋运动。可根据连铸钢钢种质量的要求,调节参数获得不同的搅拌效果。 (3)电磁搅拌是改善连铸坯质量、扩大连铸品种的一种有效手段。 4.什么叫结晶器电磁搅拌(简称M--EMS),有何作用? 结晶器电磁搅拌器特点:钢水在结晶器内,搅拌器置于结晶器外围。搅拌器内的铁芯所激发的磁场通过结晶器的钢质水套和铜板渗入钢水中,借助电磁感应产生的电磁力,促使钢水产生旋转运动或上下垂直运动。 结晶器铜板的高导电性,使用工频(50Hz)电源,由于集肤效应,磁场在铜层厚度由外向里穿透能力只有几毫米,小于铜壁的厚度,也就是磁场被结晶器铜壁屏蔽不能渗入钢水内,无法搅拌钢水。为此采用低电源频率(2~10Hz),使磁场穿过铜壁搅拌钢水。 结晶器电磁搅拌作用:1)钢水运动可清洗凝固壳表层区的气泡和夹杂物,改善了铸坯表面质量。2)钢水运动有利于过热度的降低,这样可适当提高钢水过热度,有利于去除夹杂物,提高铸坯清洁度。3)钢水运动可把树枝晶打碎,增加等轴晶核心,
连铸生产中的电磁搅拌技术
连铸生产中的电磁搅拌技术 随着连铸技术的应用和发展，连铸坯的质量越来越受到重视。近年来，超纯净钢的开发和应用对铸坯的质量、凝固组织和成分均匀化提出了更高的规定。电磁搅拌技术对提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、减少夹杂物含量并促进成分均匀化、改善铸坯内部、表面和次表面质量具有重要作用。 1.电磁搅拌的工作原理 电磁搅拌的工作原理十分简朴，如同由两相或三相电流驱动的、能产生交变磁场的线性感应马达。电流发生相变时，磁场从一极到达另一极，并同时产生电磁推力，将液态钢水向磁场运动的方向推动。这样，可以通过电流相位变化来选择方向，也可以通过电流密度和频率来调整推力大小。 2.电磁搅拌装置 2.1电磁搅拌装置的分类 电磁搅拌装置可分为水平旋转搅拌器和线性搅拌器两大类。而线性搅拌器又可细分为垂直、水平线性搅拌器。水平旋转搅拌器围绕铸流设立，其运转象一个异步旋转电机的定子，驱动钢液水平旋转，多用于园坯、方坯和小矩形坯。垂直线性搅拌器靠近铸流侧，其运转象一个线性异步电机的定子，钢水沿垂直方向旋转运动，适合于大断面的矩形坯；水平线性搅拌器安装在铸坯侧，其运转象一个平直定子，在板坯内弧侧熔池内产生水平方向的磁场，推动钢水运动。
2.2电磁搅拌装置的布置 电磁搅拌装置的布置位置有四种∶中间包加热用电磁搅拌(H—EMS)、结晶器电磁搅拌(M—EMS)、冷却段电磁搅拌(S—EMS)和凝固段电磁搅拌(F—EMS)。 H—EMS∶使连铸过程中钢水的过热度保持在30~40摄氏度，其突出特点是运用非金属夹杂物与金属液之间导电性的差异，实现两者的分离。1996年日本川崎制铁水岛厂在浇铸不锈钢时采用了此技术，生产的铸坯总氧含量低于0.001%，比采用传统中间包生产的铸坯减小2倍，夹杂物减少一半，不锈钢热轧和冷轧板卷缺陷减少了60%； M--EMS∶一般安装在结晶器下部，用于减少表面缺陷、皮下夹杂物、针孔和气孔，改善凝固组织，减少表面粗糙度，增长热送率，扩大钢种。适合于冷轧钢、弹簧钢、半镇静钢等钢种的浇铸； S--EMS∶可促进铸坯晶粒细化，一般与M--EMS组合使用。可以增长等轴晶率、减少中心缩孔和疏松，减少中心偏析及内裂，放宽过热度，提高拉速，减少压缩比，适于生产厚板、普板、不锈钢、工具钢等钢种； F--EMS∶一般在浇铸对碳偏析有严格规定的高碳钢时使用，安装在凝固末端附近，可减少中心缩孔和中心偏析，提高拉速，减少压缩比。 板坯连铸机的电磁搅拌装置，可安装在结晶器内或安装在扇形段。安装在扇形段时，可采用单环蝶形搅拌方式，也可以采用双环蝶形搅拌方式。双环搅拌更有助于将顶部高温液态钢水与底部温液态钢水进行较长距离的互换。安装于扇形段的电
分析结晶器电磁搅拌对连铸坯质量的影响
分析结晶器电磁搅拌对连铸坯质量的影 响 摘要：连铸坯是炼钢炉炼成的钢水经过连铸机铸造后所得的产品。其应用领域十分广泛，国内外在机械工程设备方面都在使用连铸坯制件。其中，一些钢用的连铸坯可以直接轧钢，制成管、板、型钢等。连铸坯在经过结晶器电磁搅拌后能够有效改善一些存在缺陷的地方。基于此，本文对结晶器电磁搅拌、连铸坯概念以及相关实验进行简要分析。 关键词：结晶器；电磁搅拌；连铸坯 引言：连铸坯中最关键的问题就是其中心偏析、夹杂物以及中心缩孔等严重影响铸坯的内部质量。电磁搅拌是最常使用的连铸生产技术，它通过电磁力来优化消除结晶器内钢水过热度。铸坯在经过电磁搅拌后其等轴晶率会有明显提高，从而得到良好凝固组织的铸坯，使得成品性能得到改善。可以有效地解决连铸坯中心缩孔、纯净度等问题。 一、结晶器电磁搅拌及连铸坯概述 连铸坯是钢水通过连续铸钢机铸成的钢坯。连续铸钢技术可以把生产钢水到钢坯的整个过程进行简化，不需要经过初轧过程。因此，连铸坯具备生产成本低、金属获得率高以及劳动条件好等一系列优点。目前，连铸坯已是轧钢生产的重要原料。然而，连铸坯也有一定的缺陷。例如，一般疏松、中心疏松、锭型偏析、一般点状偏析、边缘偏析、皮下气泡、内部气泡、缩孔残余、翻皮、白点、轴心晶体裂缝、非金属夹杂物和心部裂纹等。在低倍检验中会出现中心疏松、缩孔、中心偏析、表面角部裂纹、表面边部裂纹等缺陷。 电磁搅拌就是借助在铸坯的液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢水的运动，由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制铸坯的凝固过程，对提高铸坯质量具有积极的作用。其中，结晶器电磁搅拌是目前最常见的、适用于各类连铸
机的装置，它对改善铸坯表面质量、细化晶粒和减少铸坯内部夹杂及中心疏松等都有明显的作用。一般情况下，为避免影响液面自动控制装置的使用，通常将其安装在结晶器的下部。结晶器电磁搅拌的作用有以下几点：第一，改善铸坯表面质量。铸坯在结晶器下面其表面呈现凝固的状态，此时可以将搅拌器置于结晶器的弯月面处，以起到对铸坯表面凝固开始前对其“清洗”的作用。第二，改善铸坯内部质量。它能够改善等轴晶区，细化晶粒度，减少中心疏松，降低中心偏析，甚至在试样上不存在白亮带现象。在使用结晶器电磁搅拌时应注意以下几点内容：第一，结晶器保护渣有可能卷入其中，从而导致铸坯的夹杂物更多。结晶器电磁搅拌可以有效改善铸坯的质量，搅拌时强度增大，效果就会更加显著。但也要控制强度在一个固定的范围内，若强度过大就会导致铸坯中有结晶器保护渣卷入，进而使得夹杂物增多，起到反作用。与此同时，电磁搅拌还是结晶器液面的检测效果的直接影响因素，目前普遍采取降低搅拌线圈安装位置来解决这一问题，不过也限制了结晶器电磁搅拌的冶金作用；第二，结晶器电磁搅拌难以改善高碳钢的中心碳偏析。结晶器电磁搅拌虽然能够大大降低中心偏析的偏差值与峰值，但中心偏析的平均值没有很大变化。因此，仅采用结晶器电磁搅拌很难使碳的中心偏析得到根本改善[1]。 二、连铸机电磁搅拌实验 选用宝钢圆坯连铸机进行实验，所选连铸机相关参数为：弧形连铸机，弯曲半径十米，浇铸断面分别为53毫米、78毫米、60毫米，冶金长度17.35米，结晶器高度780毫米。中心缩孔影响实验选用St45连铸圆坯，将中心缩孔进行等级分类，没有缩孔设为0级，以此次序进行排列。中心偏析影响实验选用82B高碳钢连铸方坯，在实验铸坯中选取头坯、中间坯及尾坯作为样品，对其进行化学成分分析。由于钢是合金（主要是铁和碳），它的熔化温度是一个范围进行的，即由开始熔化温度和熔化终了温度组成。其中，开始熔化的温度就是固相温度，在此温度以下钢为固体。熔化终了的温度就是液相温度，在此温度以上钢为液体状态。在连铸工艺中还可加入钢水过热度控制。首先，尽可能减少包钢过程温降；其次，稳定炼钢操作；最后，加强生产调度。在此基础上与电磁搅拌相结合。电磁搅拌的工作原理为：首先，依据电磁感应定律，闭回路内的磁通量发生变化时闭合回路将产生感应电动势。电磁搅拌器产生的交变电磁场(B)，在围绕导电的
试论电磁制动技术在连铸机中的应用
试论电磁制动技术在连铸机中的应用 摘要：随着连铸技术的应用和发展，连铸坯的质量越来越受到重视。近年来， 超纯净钢的开发和应用对铸坯的质量、凝固组织和成分均匀化提出了更高的要求。电磁搅拌技术对提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、降低夹杂物含量并促进成 分均匀化具有重要作用。 关键词：电磁搅拌技术；应用技术；应用分析 1、电磁搅拌技术原理 电磁搅拌（EMS）的工作原理如下，线性感应电机由两相或三相电流驱动， 并且可以产生交变磁场。电流变化时，磁场的磁极到另一个极点的同时产生电磁力，当电磁场具有恒定角速度并以此切断熔融金属时，在熔体内会产生同样角频 率的感应电流。在外部电磁场作用下，具有载流导电性能的熔融金属会形成较大 的电磁力，从而有助于实现熔融金属的直线或旋转运动。电磁搅拌技术的本质是 使用电磁力迫使熔融金属产生定向移动，同时使凝固过程熔融金属的温度场和浓 度场均匀，降低凝固过程的形核功和临界晶核半径，增加等轴晶的数量，达到晶 粒细化的目的，进而提高铸坯内外部分的质量。根据磁场的工作形式，电磁搅拌 可大致分为旋转型和直线型（也称线性搅拌）。旋转磁场的电磁搅拌工作如交流 电机，通过三相交流电流（有时两相供电），在液体金属内旋转磁场的磁极之间 产生旋转磁场感应电流，从而在熔融金属内产生旋转扭矩，使熔融金属发生旋转 运动。直线型电磁搅拌，其工作像直线电机，为了激发行波磁场，在铁芯的定子 绕组上通交流电，使金属液产生感应电流和电磁转矩，从而形成线性搅拌。在一 般情况下，线性电磁搅拌磁场方向平行于坯材表面的宽度方向。 2、电磁搅拌技术的应用 2.1电磁制动EMBR 电磁制动采用静态磁场来减弱钢流湍流和控制钢水流速。静态磁场作用在流 动的钢水上产生感应电压，钢水流速越高，感应电压越高。这些电压在钢液中可 以产生电流，感应电流和静态磁场作用会产生与钢水流动方向相反的制动力。钢 水流速越高，制动力越大；控制弯月面钢水流速可减弱湍流，使弯月面钢水平稳，显著减少保护渣的卷入；减弱钢水向凝固壳的传热，提高弯月面钢水温度；改变 结晶器中钢水流动的分配，使从水口流出的钢水穿透深度变浅，有利于夹杂物和 气泡向弯月面上浮。 2.2连铸的软接触技术 连铸的软接触技术借鉴了铝合金的无模电磁缺陷。电磁软接触通过结晶器的 外侧施加交流磁场的作用，高频电磁场透过结晶器使液态金属与结晶器壁的接触 压力减小，减轻了由于结晶器振动保护渣流入、流出时所造成的动压变化而引起 的铸坯表面振痕。软接触电磁连铸技术自上世纪从理论到实验研究，从低熔80 年代末开始开发点金属到直接进行钢的连铸试验，发展十分迅速。实验表明，软 接触技术电磁连铸技术在传统连铸机上的应用是可行的。但是，要真正实现工业 应用还有一些关键技术需要攻克。 2.3电磁搅拌器的布置位置 电磁搅拌器的布置位置有：中间包加热用电磁搅拌H-EMS；结晶器电磁搅拌 M-EMS；二冷段电磁搅拌S-EMS；凝固末端电磁搅拌F-EMS。 2.3.1中间包加热用电磁搅拌：使连铸过程中钢水的过热度保持在30～40℃。其突出特点是利用非金属夹杂物与金属液之间导电性的差异，实现两者的分离。
谈电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用
谈电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用 钢铁行业在近些年的开展可谓是突飞猛进，在剧烈竞争的国际市场中，我国钢铁行业的开展较为稳定。企业在生产中要对技术的应用严格控制，不仅要不断开展新技术的探索，同时也要重视对己存在并应用的技术进行创新。连铸电磁搅拌技术是一种重要的冶金技术，虽然在钢铁行业生产中较为成熟，但仍需要根据实际效果加以完善，从而提高钢铁制品的生产质量与效率。 1電磁搅拌技术的基木概述 1.1电磁搅拌技术的开展背景 在钢铁工业生产过程中，不同时期主要应用的技术手段也在不断发生变化，其中电磁搅拌技术的岀现就是由于钢铁生产所需而产生。这一技术最早源于瑞典，是根据电弧炉炼钢工作中的需要产生，经过对工艺的改良与创新，这一技术也在不断的成熟，最终被广泛应用于炼钢连铸机。连铸机在炼钢过程中发挥着不容无视的作用，这种工艺技术与传统炼钢相比更加简单易操作，能够有效防止一些繁琐的工序, 同时在最终的产品收得率中也有显著提升，所以逐步代替传统炼钢方法。炼钢连铸机在生产过程中不仅能够到达节约金属材料的目的，同时也能较大程度上节省人力资源。电磁搅拌技术作为在连铸机中应用的一种重要技术手段，经过多年在实际应用中的不断尝试与发现，各种类型的电磁搅拌器相继出现，它们的共同目标与任务就是控制钢液流动，从而使产品的质量与产出率在现有根底上得到提高，二冷区电磁搅拌器、结晶器电磁搅拌器以及固化终端电磁搅拌器等都是较为常用的类型。 1.2电磁搅拌技术的开展现状及主要应用 经过不断的完善与实际应用验证，电磁搅拌技术的理论研究方面己较为成熟，并在冶金工业中有着很高的应用价值。近些年在生产制造业中，产品质量标准正随着技术的强化而不断提升，同时客户对于产品质
电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理和影响因素
电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机 理和影响因素 电磁搅拌连铸技术已经成为钢铁行业中广泛应用的一种技术，可以有效地降低预浇铸坯的表面温度，提高钢坯表面的均匀性和质量。在电磁搅拌连铸技术中，白亮带的形成是一种常见的问题，它在很大程度上影响了连铸坯的质量和使用效果。在本文中，我们将探讨电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理和影响因素。 首先，我们来探讨电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理。白亮带是在连铸坯的横截面上表现为白色的纵向条纹，其长度一般为数厘米至十几厘米不等。研究发现，白亮带的形成与坯内的氧化物夹杂物和硫化物夹杂物有关。在电磁搅拌连铸过程中，搅拌强度和方向不一致，导致搅拌效果不同，造成熔池中的氧化物和硫化物相对集中，从而形成白亮带。 其次，我们来探讨电磁搅拌连铸坯中白亮带的影响因素。白亮带是电磁搅拌连铸中常见的缺陷，其出现与多种因素相关。首先是搅拌条件，如搅拌强度、方向、频率等等。搅拌过强或过弱都会导致白亮带的形成。其次是钢水成分，如钢水的硫含量、氧含量等等。硫含量过高或氧含
量过高都会使白亮带的形成概率增加。另外，连铸坯的结晶器形状、铸坯应力等因素也可能影响白亮带的形成。 为了避免电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成，我们需要采取一些措施。首先，我们需要在生产过程中严格控制钢水的成分，降低其硫、氧含量，以降低白亮带的形成概率。其次，我们需要控制搅拌条件，如搅拌方向、强度、频率等等。过强或过弱的搅拌都会导致白亮带的形成。此外，对连铸坯结晶器的结构和尺寸进行调整，减少铸坯应力，有助于减轻白亮带的形成。 综上所述，电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理和影响因素是一个复杂的问题。只有我们能全面了解白亮带的形成机理和主要影响因素，以及如何通过适当的措施来降低其形成概率，才能有效地提高连铸坯的质量和使用效果。
1号板坯连铸机二冷区电磁搅拌技术
1号板坯连铸机二冷区电磁搅拌技术 在连铸设备正常运行和连铸工艺稳定的前提下，采用二冷区电磁搅拌，借助电磁力强化铸坯中液相穴内未凝固钢液的运动，从而改变钢水凝固过程中的对流、传热和传质过程，使钢液的凝固与铸坯冶金凝固机理相吻合，从而提高铸坯等轴晶率，减轻中心偏析、中心缩孔、中心疏松，改善铸坯内部质量。 板坯连铸机二冷区电磁搅拌要获得良好的冶金效果，搅拌位置、搅拌区有效作用长度和搅拌参数的选择至关重要。而最佳搅拌位置和搅拌区有效作用长度的确定需综合考虑生产钢种、铸坯断面、过热度、拉坯速度、冷却制度、冶金长度和铸机结构等。 11号板坯连铸机二冷区电磁搅拌型式 板坯连铸机二冷区电磁搅拌的型式主要有三种，单边行波磁场型、双边行波磁场型和辊式行波磁场型。单边行波磁场型在内弧侧的支撑辊后面沿拉坯方向布置一台行波磁搅拌器，激发垂直向下或向上的行波磁场，内弧侧钢液由凝固前沿向下或向上流动，外弧侧钢液向上或向下流动，形成单一的环流，环流中心偏向内弧。双边行波磁场型是在内外弧的宽面上沿板宽方向水平布置一对搅拌器，激发方向相同水平行进的磁场，导致钢液沿板宽向一个方向流动，冲击窄面坯壳后分裂成上下两股流动，在有效搅拌区上下各形成一个环流。但上环流区相对下环流区钢液温度高，粘性小，因而上环流区比下环流区要大。辊式行波磁场型，又称电磁搅拌辊型，使用4个搅拌辊在内外弧组成两对，若上下两对搅拌辊的有效搅拌区的流动方向一致，则形成两个蝶形流动；若上下两对搅拌辊的流动方向相反，则在两对辊之间形成一个大的环流，而在上一对辊的上方和下一对辊的下方又各形成一个小环流，3个环流中心的流速为零。板坯连铸机二冷区电磁搅拌三种型式优缺点比较如表1所示。 由表1可看出，电磁搅拌辊型安装灵活，不需改变辊列结构，不
凝固末端电磁搅拌技术在苏钢连铸中的应用
凝固末端电磁搅拌技术在苏钢连铸中的应用 电磁搅拌的实质是借助电磁力控制铸坯液相穴中钢水的运动，强化钢水的传热，从而控制凝固过程。合理采用电磁搅拌能有效地细化铸坯晶粒，减少中心偏析和疏松，大大提高等轴晶率，并最终提高铸坯质量。本文概述了2#连铸机末端电磁搅拌系统及其应用过程中需要注意的一些问题。 标签：连铸;电磁搅拌器;自动控制;测量仪表;监控上位机 1 前言 炼钢车间2#连铸机投产后，发现单一使用结晶器搅拌不能获得足够的等轴晶结构，或中心疏松和中心偏析达不到要求。因此增加了末端电磁搅拌系统，它能有效减少铸坯中心偏析和疏松，提高铸坯质量。因此2#连铸机增加末端电磁搅拌系统，使之成为连铸过程中改善铸坯质量的最重要和最有效的手段之一。 2 系统构成 该凝固末端电磁搅拌成套装置由凝固末端电磁搅拌器4台、PLC自动控制柜1台、末端变频柜4台、冷却水装置和仪表阀台1套及监控操作工控机1套等构成。系统采用1000kV A、400V三相四线制电源供电，经电源分配柜分为4路送到4台变频柜，经变频柜变频后分别送至4台末端电磁搅拌器，从变频柜至末端电磁搅拌器之间各配有1个中继端子箱，另送一路控制电源至PLC自动控制柜。系统由1台工控机进行上位机监控。 2.1 电磁搅拌器 （1）构造与工作原理。电磁搅拌器主要由外壳和感应器两部分组成，外壳由高性能不锈钢焊接而成，感应器由铁芯和线圈组成。铁芯为环形结构，线圈由空心铜管绕制而成。线圈接成对称的三相“Y”形连接。该电磁搅拌器安装在铸坯二次冷却水末端，正常开浇后，给线圈输入三相电源，从而沿电磁搅拌器内腔圆周方向产生一个旋转磁场作用于铸坯，这样垂直穿过铸坯的磁场对铸坯内的钢液产生作用力，最终达到搅拌铸坯内部钢液的目的。 （2）运行注意事项。运转中，各冷却水绝对不能切断并注意流量计、漏电等系统保护是否工作正常。流量低下或漏电动作切断电源，这时应查明原因并采取措施后方可再接通电源运行。运行过程中冷却水的保障至关重要。因为一个微小的失误都有可能造成电磁搅拌器的损坏。由于搅拌器内部没有温度保护电路，因此必须绝对保证水的质量，因为一个微小的颗粒都有可能堵塞内部管道从而导至线圈温度升高而烧毁。 2.2 自动控制系统
电磁搅拌在钢水连铸中的应用
电磁技术在连铸中的应用 摘要：介绍了电磁技术的产生及开展,以及电磁技术在连铸过程中的应用,包括电磁搅拌、电磁制动、软接触电磁连铸技术，总结了前人的研究，分析了电磁连铸的优点与缺乏，以便连铸工作者们参考。 关键词：电磁搅拌连铸 1 前言 19世纪以来，钢铁工业出现了最重要的三大技术，连续铸钢就是其一。连续铸钢工艺的出现带来了节能降耗，降低生产本钱，减轻环境负荷，提高金属收得率，实现连铸连轧短流程生产工艺，还能净化钢液、改善铸坯的组织、细化晶粒、提高钢材成品的质量[1-2]。 目前世界上先进国家的钢铁连铸比几乎到达的100%，我国的钢铁企业总体连铸比也到达了95%以上[3]。刚成形的连铸坯要喷水冷却，在运动过程中具有很长的液相穴凝固过程，受钢水运动和传热两个根本物理现象所控制。液相穴钢水对流运动对减轻成分偏析、改善凝固组织和消除过热度有重大影响[4]。 对钢材质量要求日益严格的今天，炼钢技术也日益提高,作为提高钢材生产率的辅助手段，可以控制钢液流动状态的电磁力在冶金中得到越来越广泛的应用[5]。 电磁流体力学(MHD)是电磁冶金理论的根底，它的开展，带动了电磁连铸技术在冶金工业中的应用和开展。电磁搅拌最早应用于钢铁的连铸工艺中[6]，主要是由于熔融金属是电的良导体，在磁场和电流作用下，金属熔体产生电磁力，利用电磁力就可以对熔融金属进展非接触性搅拌、传输和形状控制。电磁冶金技术具有能量的高密度性和清洁性、优越的响应性和可控性、易于自动化以及能量利用率高等特点，被广泛地应用于冶炼、精炼、铸造、连铸、钢水的检测等领域，并已在许多领域取得了重大进展[7]。在冶金中应用电磁场力，一是应用电磁感应热，如熔炼金属;二是应用其搅拌力以改善材料的性能[8-9]。 2 电磁搅拌 2.1 电磁搅拌简介 电作用产生电磁力，该电磁力推动钢水运动，从而控制铸坯的凝固过程，到达增大等磁搅拌的实质是借助借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动[10]。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水，就在其中产生感应电流，感应电流与当地磁场相互轴晶率，改善铸坯外表、皮下和部质量的目的[4]。 电磁搅拌技术可以大幅度提高钢的清洁度，减小皮下气孔，扩大铸坯的等轴晶区，降低成分偏析和过热度，减少钢水中的夹渣，减轻或消除金属的中心疏松和中心缩孔的现