电磁搅拌对圆坯质量的影响
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。
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。
电磁搅拌技术在连铸上的应用
电磁搅拌技术在连铸上的应用陈明周代文(舞阳钢铁有限责任公司)摘要在连铸坯凝固过程中,由于冷却速度很快,造成铸坯凝固时柱状晶的发展,往往产生/搭桥0现象,导致铸坯内缩孔、偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷产生。
为解决以上问题,电磁搅拌技术应运而生,采用电磁搅拌装置,有利于改善连铸坯的凝固组织,从而改善铸坯表面及内部质量。
本文介绍了电磁搅拌的主要类型、设备组成及其应用效果。
关键词电磁搅拌铸坯质量实际应用App lica ti on of EM S on Con ti nuous CasterChen M i n g and Zhou Da i w en(Wuyang Iron and Stee l Co.L t d)Abstra ct In the soli d ificati on process of co nti nuous casting strand,col umnar crysta l is developed due to fast cooli ng rate,li ke l y to cause the pheno m enon of bri dgi ng fi rst,resulti ng in the defects such as porosity,segregati on, l ooseness,i ncl usion conglo m erati on i n the slab.To resolve the above proble m s,e lectro m ag netic stirr i ng techn i que (E M S)was i nvented accord i ngly.The appli catio n of E MS devi ce is not o n l y favorab le for i m provi ng t he soli d ifi catio n structure of the casti ng strand,but is a lso an effecti ve m easure to i m prove t he strand surface qua lity.The a rtic l e de2 scr i bes t he m ajor types,equ i p m ent bu il dup and appli catio n resu lt of E MS device.K ey wor ds E lectro m agne ti c stirri ng(E MS),Qua lity of co n tinuo us casti ng slab,A ct ua l appli catio n0电磁搅拌装置的主要形式根据铸机的类型、铸坯断面和电磁搅拌器安装的位置不同,连铸机常用的有如下几种类型:按感应形式分:有直流传导式、交流感应式和永磁式。
内置式结晶器电磁搅拌对ML35连铸坯质量的影响
昆钢 科技 Ｋ ｎａ ｇ Ｋ ｊ ｕ ｇ ｎ ｅ ｉ
２ １ 年９ ０ １ 月
内置式结晶器 电磁 搅拌对 ＭＬ ５ ３ 连铸坯质量 的影响
孙辉 曹阳 章祝雄 褚立新
（． １ 炼钢厂 ；２技术 中心 ） ．
摘 要 本 文对 昆钢 小方 坯 ＭＬ ５ 采 用 内置 式 结 晶 器 电磁 搅 拌 工 艺后 的铸 坯 质 量进 行 了 系统 研 究 。研 究 结果 ３钢
１ 前 言
近年来 ，随着 洁净钢技 术 的开发 应用 ，对连 铸 坯 的质量 、凝 固组 织 和成分 均匀化 提 出 了更 高 的要 求 。连铸 生产 中 ，电磁搅 拌作 为控 制凝 固过 程 的有
效 手 段在 生 产 中得 到 了广 泛 的应 用 】 。本 文 对 内 置 式结 晶器 电磁 搅 拌 在 昆钢 小方 坯 ＭＬ ５ 连 铸生 ３钢 产 中应 用 情况进 行 了跟踪 试验 ，对铸 坯进 行 了取样
ｏ ３ ｌ ｔＱｕ ｌ ｙ ｎＭＬ Ｂｉｅ ａｉ ５ ｌ ｔ
Ｓ ｎ Ｈｕ Ｃａ ｎ ２ Ｚ ｎ ｈ —ｘｏ ｇ Ｃｈ ｉ ｘｎ ｕ ｉ ｏＹａ ｇ ｈａ ｇＺ ｕ ｉｎ ２ ｕ Ｌ — ｉ
（． ｅｌｍ ｋｎ ｌｎ； ． ｃｎｃｌ ｅｔ ＩＣ １ ｔ — ａｉｇ ａｔ２Ｔ ｈ ｉ ｎｅ ｏ Ｋ Ｓ ） Ｓｅ Ｐ ｅ ａＣ ｒｆ
２ 试 验 条件
试验在昆钢炼钢厂５ ５ 机． 流小方坯连铸机正常浇铸条
件下进行 ，铸坯规格为１０Ｉ １０ ／ ２ ０ ｍ。 ５ ｍ Ｘ ５ ｎ×１ ０ Ｂ ｍ ０ ｍ
所用搅 拌器为 内置单 向连续式 结晶器 电磁搅拌 （ Ｍ—
Ｅ ＭＳ），采 用独 立 的闭循 环净 化水 进行 冷却 ，每 台
结晶器电磁搅拌对铸坯质量影响的研究
结晶器电磁搅拌对铸坯质量影响的研究张建新宋维兆(新疆八一钢铁集团有限公司)摘要：研究了电磁搅拌对中高碳钢铸坯组织和质量的影响，通过对搅拌强度的控制，改善了铸坯的表面质量，得到了良好的铸坯组织，减少了偏析、缩孔，提高了连铸坯质量．1前言电磁搅拌技术随着连铸技术发展和对连铸坯高质量的要求愈来愈来被广泛采用，电磁搅拌能有效的改善金属凝固组织，提高等轴晶率、减少缩孔级别、降低铸坯的偏析度等。
新疆八钢1999年建成一座70t直流电弧炉，主要生产的品种有：合金钢、中高碳钢、低合金结构钢和普钢，但以低合金结构钢和普钢为主。
为适应市场的需要及改变品种结构，2006年我们在小方坯连铸机上应用了结晶器电磁搅拌技术，该项技术的应用使铸坯质量得到了明显的改善。
2试验方案及方法2．1试验方案生产工艺流程为：70 t直流电炉一L F(70 t精炼炉)一CCM(R8合金钢连铸机)一轧钢。
实验钢种为55钢、65钢、60Si2Mn．方案为搅拌与不搅拌对比试验：对缩孔、碳偏析、皮下气孔及铸坯组织的影响。
连铸机主要参数见表l2．2试验方法 (1)在连铸机电磁搅拌结晶器上四流分别采用不同的频率、电流对钢水进行搅拌，在不同的温度、拉速下对铸坯截取试样。
(2)对截取的铸坯试样进行切割、车铣、磨光、酸洗。
作低倍检验研究电磁搅拌对缩孔、偏析和铸坯组织的影响。
(3)电磁搅拌对铸坯表面质量的影响。
取十块不同工艺参数150木150咖方厚10m的铸坯，将铸坯从边缘到中心分为4个区，即细晶区、柱状晶区等分两个区、中心区，用M5光谱分析仪在每个区做全分析，分析电磁搅拌对中高碳钢碳成分偏析影响。
3试验结果与分析3．1结晶器电磁搅拌对连铸坯缩孔的影响 3．1．1结晶器电磁搅拌参数对连铸坯缩孔的影响本次试验了取不同频率、电流参数下的铸坯100个，对不同的中间包过热度、拉速分别取样。
高级别的缩孔发生降低了，说明缩孔控制得到改善。
特别是高过热度下，铸坯缩孔改善明显。
电磁搅拌改善铸坯内部质量的实验研究
由于柱状晶在热加工过程中表现为各向异 性， 等轴晶表现为各向同性 近年来的研究发现晶 ・ 界对材料的性能有着很大的影响， 在晶界处存在
［ l0 ］ 的偏析和非金属夹杂往往是产生断裂的根源 ・
因此， 减小柱状晶区、 增大等轴晶率， 可以提高铸 坯的机械加工性能 ・ 改善铸坯中的成分分布 2. 2 硫化物等非金属夹杂物的形状、 尺寸和分布 对铸坯的机械加工性能有很大的影响 因此， 随着 ・ 近代连铸技术的发展， 对金属材料纯净度的要求 大大提高 本实验对有无电磁搅拌条件下铸坯横 ・ 截面上的硫元素分布进行了检验， 以分析电磁搅 拌对硫化物分布的影响・两种实验条件下所得到 的硫印检验结果如图3 所示 由图可见， 电磁搅拌 ・
东 北 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版 ） 2001 年 6 月 Jun . 2 0 0 1 第22 卷 第3 期 （Nat ural Science ） Jour nal of Nort heaster n uni versit y Vol. 22 ， No .3 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
图1 实验装置简图
要求在现有条件下最大幅度地提高铸坯的等轴晶 率， 并使凝固的成分及夹杂物分布更加均匀， 这使 得电磁搅拌技术又再一次引起人们的关注 因此， ・ 需要对电磁搅拌提高铸坯等轴晶率、 细化及均质 化凝固组织的作用效果和作用机理进行更深入的 研究 为此， 本文采用 235 钢种， 以模拟连铸小方 ・ 坯的凝固过程为目标， 进行了铸坯的静态浇铸实 验 通过选取适当的电磁搅拌参数和浇铸参数， 对 ・ 电磁搅拌改善铸坯的内部质量， 促进晶粒细化和 成分均匀化问题进行了研究 ・
连铸电磁搅拌器原理
连铸电磁搅拌器原理连铸电磁搅拌器是一种应用于连铸过程中的设备，通过电磁力的作用实现对铸坯温度和组织的控制。
它的原理是利用电磁感应和电磁力的相互作用，通过在连铸坯内部产生交变磁场，从而搅拌坯内的金属液，使其温度和组织均匀。
连铸电磁搅拌器主要由电磁线圈、电源和控制系统组成。
电磁线圈是通过电流产生磁场的装置，通常由多层螺线管组成。
电源主要用于提供电流，控制系统则用于控制电磁搅拌器的工作状态。
在连铸过程中，电磁线圈通过电流产生的磁场作用于铸坯内的金属液，从而达到搅拌的效果。
具体来说，连铸电磁搅拌器的工作原理如下：1. 电磁感应：当电流通过电磁线圈时，会在铸坯内产生交变磁场。
根据法拉第电磁感应定律，交变磁场会在金属液中产生涡流。
2. 涡流作用：涡流会在金属液中形成环流，这种环流会导致金属液受到电磁力的作用。
涡流的强度和方向与金属液的电导率、磁场强度和频率等因素有关。
3. 电磁力作用：涡流受到电磁力的作用，使金属液发生搅拌。
电磁力的大小和方向由涡流和磁场的相互作用决定。
通过调节电流和频率等参数，可以控制电磁力的大小和方向，从而实现对金属液的搅拌。
连铸电磁搅拌器的原理基于电磁感应和电磁力的相互作用，可以实现对连铸坯的温度和组织的控制。
通过搅拌坯内的金属液，连铸电磁搅拌器可以使铸坯的温度和组织更加均匀，提高产品的质量和性能。
此外，连铸电磁搅拌器还可以减少铸坯内部的气孔和夹杂物，提高产品的表面质量。
连铸电磁搅拌器是一种通过电磁力实现对连铸坯温度和组织控制的设备。
它的工作原理是利用电磁感应和电磁力的相互作用，通过在连铸坯内部产生交变磁场，对金属液进行搅拌。
连铸电磁搅拌器可以提高产品的质量和性能，使铸坯的温度和组织更加均匀。
它在连铸过程中具有重要的应用价值。
结晶器电磁搅拌对连铸坯质量的影响
结晶器电磁搅拌对连铸坯质量的影响摘要：随着连铸技术的应用与发展，连铸坯的质量越来越受到重视，特别是由于用户对钢材质量越来越高的要求及国际市场的激烈竞争，使提高铸坯质量成为连铸生产中首要的问题，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。
连铸的电磁搅拌技术因其能显著改善铸坯质量而在国内外受到重视并得到发展与广泛应用。
基于此，本文主要对结晶器电磁搅拌对连铸坯质量的影响进行分析探讨。
关键词：结晶器；电磁搅拌；连铸坯质量；影响前言电磁搅拌技术对提高连铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、改善夹杂物分布并促进成分均匀化具有重要作用，现今超级钢的开发，要求在现有条件下最大幅度地提高铸坯的等轴晶率，并使凝固的成分及夹杂物分布更加均匀，充分发挥出电磁搅拌冶金功能，因此，需要对电磁搅拌提高铸坯等轴晶率、细化及均质化凝固组织的作用效果和作用机理进行更深入的研究。
1连铸电磁搅拌原理对电磁搅拌通以三相电源，电磁搅拌内线圈产生一旋转磁场，铸坯在旋转磁场中切割磁力线产生感生电流，而感生电流在旋转磁场中必然会受电磁力的作用，且电磁力的方向与磁场运行方向一致，始终沿圆周方向运动，这样就推动了铸坯中的钢液也作圆周运动，从而达到了搅拌钢液的目的。
1.1连铸电磁搅拌的分类1)连铸电磁搅拌按安装位置可分为结晶器电磁搅拌(M−EMS)、二冷段电磁搅拌(S−EMS)和末端电磁搅拌(F−EMS)及其相互间的组合。
M−EMS是三种搅拌形式中改善铸坯质量最显著的方法。
S−MES是最先发明的一种搅拌形式。
随着连铸的发展，单独使用M−EMS或S−EMS已无法满足高质量产品的要求，生产中多采用结晶器、二冷区和凝固终点联合搅拌方式。
2)结晶器电磁搅拌的分类（1）结晶器电磁搅拌按安装方式可分为内置式和外置式两种。
按电磁感应器的冷却方式可分为传统型外水直冷式、独立冷却外水直冷式及空芯铜管纯水内冷式三种。
（2）连铸电磁搅拌按钢液流动方向可分为旋转型搅拌、线性搅拌和旋转型搅拌与线性搅拌共同作用产生的螺旋型搅拌。
电磁搅拌对圆坯质量的影响
２ Ｓｅ —ｍ ｋｎ ｌ ｔｆＳｅ ｎ ｎＣ ．ｔ ． Ｂ ｏ ｕＳｅ Ｇｏｐ ｏ ｒ ， ａｔ １００ Ｎ ｉ ｎｇ ｌ Ｃ ｉ ． ｔ ｌ ａ ｉ Ｐａ ｅ Ｕ ｉ ｏ Ｌｄ ｏ ａｔ ｔ ｌ（ ｒ ）Ｃ ｐ． Ｂ ｏ ｕ０ ４ １ ， ｅ Ｍｏｇｏ ， ｈ ａ； ｅ ｇ ｎ ｏ ｔｌ ｏ ｆ ｏ ｅ ｕ ｏ ｎ ３ Ｔｃｎ ａ Ｃｎ ｒ Ｓｅ ｎ ｎＣ ． ｔ ｏ Ｂ ｏ ｕＳｅｌ Ｇｏｐ Ｃ ｒ． Ｂ ｏ ｕ０４ １ ， ｅ Ｍ ｎｇｌ Ｃ ｉ ） ． ｅ ｉ ｌ ｅｔ ｔ ｌ ｉ Ｌｄ． ａｔ ｔ （ ｒ ） ｏ ｐ ， ａｔ １０ ０ Ｎ ｉ ｏｇ ｏ， ｈ ｈ ｃ ｅｏ ｅＵ ｏ ｏ ｆ ｆ ｏ ｅ ｕ ｏ ａ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｓｐ ｐ ｒｉｔｏ ｕ ｅ ｈ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｏ — ＥＭＳ ｉ ｈ ｏ ｎ ａ ｔｒｏ ｏｏ ｔｅ ． ｅｒｔｏ ａ ａ ａ ｔｒ ｆ ｅ ｓｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｎｒ ｄ ｃ ｓｔｅ ａ ｐ ｉａｉ ｆＭ ｏ ｎ ｔｅ ｒｕ ｄ ｃ ｓｅ ｆＢａ ｔｕ Ｓｅ １ Ｔｈ ａｉｎ ｌｐ ｒｍｅｅｓｏ ｈ ｔ
Ｊｎ ，０ ８ ｕｅ２０
电磁 搅 拌 对 圆坯 质 量 的影 响
王 永 顺 谌 智 勇２董 珍。 ， ，
（． １ 内蒙古科技 大 学材 料 学院 ， 内蒙古 包头 ０４ １； １００ ０４ １ ； １０ ０ ０４１） １０ ０
２ 内蒙古 包钢钢 联股 份有 限公 司炼钢厂 ， ． 内蒙古 包头
升 铸坯质量 ， 特别 是解决 目前存 在 的 中心 裂纹 、 中心
偏析等 内部质 量 问题 和 表 面 纵 裂 等外 部 质量 问题 ， 在包 钢炼钢 厂 圆坯 铸机 上增加 了 结晶器 电磁搅 拌装 置 。通 过不断 地实 践 和 工 艺参 数 优 化 ， 电磁搅 拌 成 功融人 原有 的工艺 路 线 ， 对铸 坯 内部 质 量显 著 改 并 善 ， 足 了品种 开发 、 满 品质 提升 的需求 。
l连铸电磁搅拌器标准 -回复
l连铸电磁搅拌器标准-回复连铸电磁搅拌器是一种常用于铸造和冶炼过程中的设备，是利用电磁力和传热原理实现金属液体搅拌的装置。
它通过在铸造液中施加电磁场，改善铸造液的流动性和均匀性，提高铸坯质量。
本文将详细介绍连铸电磁搅拌器的标准规范，并分步回答相关问题。
一、连铸电磁搅拌器的基本原理连铸电磁搅拌器通过在连铸过程中施加电磁场，利用电磁力的作用改善铸造液的流动性和均匀性，使其凝固过程更加均匀，得到高质量的铸坯。
连铸电磁搅拌器的基本原理包括磁流体力学和传热原理。
在磁流体力学原理中，电磁搅拌器利用导线通过电流产生磁场，使得铸造液中的金属液体受到电磁力的作用，形成液流，并通过磁阻力和电磁涡流阻力的耗散作用使得液流层内不同位置的流速趋于一致，从而改善金属液体内部流动的均匀性。
传热原理中，连铸电磁搅拌器的作用是加快铸造液的传热速度，使得液体内温度分布均匀，从而避免热裂纹和内部偏析的产生。
搅拌的同时，连铸电磁搅拌器还能提高流体对坯壳内壁的冷却效果，有助于形成坯壳结构的均匀和致密。
二、连铸电磁搅拌器的标准规范（一）设备选型和安装1. 根据工艺要求和铸造工况，选择适用的型号和规格的连铸电磁搅拌器。
2. 确保设备的安装平稳、可靠，并配备必要的安全装置，确保操作人员的安全。
3. 设备应布置在便于操作和维护的位置，方便观察和调整搅拌效果。
（二）参数设定1. 根据铸造工艺要求和金属液体特性，设置连铸电磁搅拌器的搅拌参数，包括电流、频率和时间等。
2. 连铸电磁搅拌器的电源和调节装置应具备精确可调的功能，以满足不同工艺需要。
（三）操作和维护1. 连铸电磁搅拌器操作人员应熟悉设备的工作原理和操作要领，并按照操作规程进行操作。
2. 定期检查设备的电气线路和连接部分，确保无安全隐患。
3. 定期对搅拌器的工作性能进行测试和评估，保证其稳定可靠地运行。
4. 对设备进行定期保养，包括清洁、涂抹润滑剂和更换易损部件等。
三、连铸电磁搅拌器的优势和应用连铸电磁搅拌器具有以下几个优势：1. 提高铸坯质量：连铸电磁搅拌器能够改善铸造液的流动性和均匀性，减少气泡和夹杂物的形成，提高铸坯质量。
电磁搅拌对板坯内部质量的影响
心疏松和中心偏析， 提高铸坯的内部质量 。
３ 试 验 结 果
电磁搅拌辊的安装位置及搅拌工艺参数对其 ３ ． １ 白亮带 冶金效果 的影 响很 大 ， 必 须 经 过 长 期 的试 验 摸 索 ， 铸坯的横 向低倍上可以清晰的看到 ， 在电磁搅
拌 辊 的作 用下 ， 铸 坯形 成 矩 形 的 白亮 带 （ 即负 偏 析
Ｖｏ １ ． ２ ３． Ｎｏ ． １
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ３
电磁 搅 拌 对 板 坯 内部 质 量 的 影 响
苏 珑
（ 马 钢股 份 公 司 市场 部 安徽 马鞍 山 ２ ４ ３ ０ ０ １ ）
摘 要 ： 介绍板坯连铸电 磁搅拌辊技术在马 钢的应用实 践， 在使用该项技术之后， 有效的增加了 铸坯的等轴晶区， 改善中
２ ０ １ ３年第 １期
开 始位 置有相 关 ， 电磁 搅拌 辊开 始 的位 置 越 高 、 越
蕃
孽
Ｃ Ｏ ５ Ｃ １ ０
墨隶 姐
早， 铸坯 的等轴 晶宽度越 宽 、 等轴 晶率越 高 ； 在 电磁 搅 拌辊 越靠后 的条 件下 ， 电磁场 的穿透 能力急剧减
弱， 电流强度 太 小 的情 况 下 ， 甚 至 没有 提 高 等轴 晶
率 的能 力 。
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Ｃ １ ５
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Ｂ ０ ５
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中 心 偏 析评 级
图 ８ 使 用 与 未 使 用 电磁 搅 拌 辊 的
铸坯 中心偏析 和疏松评 级对｝ 匕
１ ＯＯ
１ ５０
２０ ０
２５ ０
３ ００
电斑 强度Ａ
图１ １ 单开 １段 ２ 辊铸坯的等轴晶宽度
电磁搅拌提高铸坯内外部质量
第28卷第4期2006年12月甘 肃 冶 金GANS U M ETALLURGYV o.l28 N o.4D ec.,2006文章编号:1672 4461(2006)04 0032 02电磁搅拌提高铸坯内外部质量*王铁成(酒泉钢铁集团公司,甘肃 嘉峪关 735100)摘 要:本文针对酒泉钢铁公司连铸机的实际生产情况,通过有无结晶器电磁搅拌(M E W S)的对比试验在方坯连铸机上生产高碳钢,试验结果表明有电磁搅拌时的内外部质量明显优于无电磁搅拌;且当搅拌电流从100A增大到300A时,中心偏析、中心疏松和缩孔等级明显降低。
关键词:方坯连铸机;电磁搅拌;高碳钢;中心偏析中图分类号:TF777.1 文献标识码:AI mprovi ng the Surface and Interna l Quality of Conti nuousSlabs by E lectro m agnetic Stirri ngWANG T ie cheng(Ji uquan Iron&Stee lG roup Co.L td.,Jiayuguan735100,Ch i na)Abstrac t:In connecti on w ith the actua l cond iti ons of JISCO sl ab caste r,though the contrast test bet w een w ith and w ithoute lectro m agnetic stirr i ng to produce t he high ca rbon steel i n conti nuous b ill e t caste r,the results show ed t he surface and i ns i de qua lit y o f slab w it h e l ec trom agnetic stirr i ng i s superior to tha t o f slabs w ithout it.T he cen ter segregati on and po ros it y and t he shr i nkage cav ity a re obv iously i m proved,w hen the stirr i ng electr ic current rises fro m100A to300A.K ey word s:conti nuous b illet caster;e l ec trom agnetic stirr i ng;high carbon stee;l center segregati on1 前言20世纪50年代,由S Junghans和O Sunber报道了在德国Scho rndorf和H uck i ng en的半工业铸机上应用电磁搅拌连铸钢水的首例试验以后,到60年代,奥地利K apfanberg厂的Boeh l e r连铸机已用电磁搅拌技术浇注合金钢。
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。
连铸生产中的电磁搅拌技术
连铸生产中的电磁搅拌技术关键词：搅拌技术;搅拌;生产;结晶器;搅拌器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、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单，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置，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。
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，降低表面粗糙度，增加热送率，扩大钢种。
9：电磁搅拌对铸坯凝固组织的影响钢铁冶金(钢)
实验报告：电磁搅拌对铸坯凝固组织的影响一目的和意义自六十年代以来，电磁搅拌（Electro Magnetic Stirring）作为一项新技术在世界主要发达国家开始应用于连铸中，主要用于改善铸坯凝固组织。
我国自七十年代初开始研究该项技术，至今已经取得较大成果。
本次实验有以下要求：（1）了解电磁搅拌设备的构造和技术参数。
（2）了解施加电磁搅拌前后铸坯凝固组织的变化。
二实验原理及方法启动电磁搅拌装置后会产生磁场，该磁场作用于铸坯便会在铸坯内激发感生电流，而感生电流在旋转磁场内必然受到电磁力的作用，且电磁力的方向与磁场运行方向一致，始终沿着圆周方向，这样就推动了铸坯中的金属液体作圆周运动，从而达到搅拌的目的。
合理配置电磁搅拌参数能有效细化晶粒，减少中心偏析和疏松，大大提高等轴晶率，最终提高铸坯质量和成材率。
[参考张伟强，《金属电磁凝固原理与技术》，冶金工业出版社，2004]三实验设备及工作原理本实验采用岳磁高新冶金装备技术有限公司生产的DJMR-1616W外装式直接水冷电磁搅拌器，设备型号的含义如下：DJ—电磁搅拌系列代号M —EMS安装位置，M-Mold：结晶器区（I-Inferior：结晶器下；S-Second：二冷段；F-Final：凝固末端）R—磁场形式，R-Rotation：旋转磁场（T-Travelling直线磁场或行波磁场；H-Helix螺旋磁场）1616—铸坯厚度和宽度，用厘米表示。
是160*160mm的小方坯。
W—结构形式，W-wai：外装式（N-nei：外装式；Z-zu：组合式）设备主要由壳体和感应器两部分组成。
壳体由非磁性耐热不锈钢焊接而成，感应器由铁芯和线圈组成，由于采用工业水直接冷却，因此对线圈的绝缘性能要求很高。
最大电流：500A最大频率：0-10Hz中心磁感应强度：≤500GS四实验操作步骤1.通电运行前一定要对电磁搅拌装置进行检查；2.用熔铝炉在石墨坩埚内熔化铝硅合金，熔化后精炼，以烘烤到200~250度的石墨坩埚内，在自然条件下凝固，制取铸态试样一；3.开冷却水阀，开EMS装置电源，启动设备，进入准备运行状态；4.将熔体浇入另一石墨坩埚，置于电磁搅拌器空腔，使电磁搅拌装置进入运行状态，设置输入电流和输入频率，待熔液完全凝固后停止搅拌，制取铸态试样二；5.将试样一、二进行加工，切样-磨样-抛光-腐蚀-金相观察。
电磁搅拌
电磁搅拌电磁搅拌技术和应用效果目前已经比较成熟。
对于大方坯和小方坯(＞150mm,≤150mm)连铸，为了生产高质量铸坯和轧材，电磁搅拌是必须采取的措施，而且必须采取提高铸坯表面质量的结晶器电磁搅拌(M-EMS)和改善中心偏析的二冷电磁搅拌(S-EMS)的组合式搅拌。
由于方圆坯断面积比板坯小，所以表面的清理损耗和工作量要比板坯大得多，因此提高方圆坯的表面质量的经济效益也比板坯大得多。
M-EMS搅拌对提高铸坯表面质量有重要作用。
其机理是：（1）液芯的运动均匀了内部钢水的温度，并使保护渣均匀熔化，因此形成振痕稳定和厚度均匀的坯壳并与结晶器壁接触良好；（2）液芯的流动冲洗使凝固壳内表层的夹杂和气泡上浮到液面中心，人工捞出可提高铸坯的表面质量和钢的纯净度。
S-EMS搅拌的作用是大幅度减小铸坯表层细等轴晶内侧的柱状晶厚度，使其变成等轴晶，从而可以明显降低中心偏析和疏松。
这对最终成品圆钢和线材的质量判定和二次加工性带有决定性。
为了消除轧材的柱状晶，不使用S-EMS的铸坯压缩比约在10左右，而采取S-EMS的压缩比为5时就可以达到。
因此采用S-EMS也可以使用较小尺寸的铸坯生产较大规格的成品，或在同等条件下进一步提高轧材的强度、塑性和冲击性。
中心偏析产生的原因是铸坯在凝固过程中碳、硫、磷、锰等溶质（含非金属夹杂物及气相等轻质相）元素的浓度逐渐增高的结果，因此S-EMS的作用机理是铸坯出结晶器后，利用电磁的作用使液芯钢水在转动的过程中凝固，这样，一方面使溶质元素分布均匀，改善中心偏析度；另一方面，由于钢水的转动冲刷凝固的前沿，使已成固态的微粒变成新的结晶核，因此扩大了等轴晶比率，相对减少了柱状晶量。
M-EMS与S-EMS组合式电磁搅拌可以适应优质钢和不锈钢的质量需要，但是对于碳含量＞0.50%的高碳钢和弹簧钢等钢种，为了解决芯部碳的偏析，应在铸坯凝固末期对糊状钢液进行电磁搅拌，即F-EMS。
电磁搅拌的原理，以电磁感应原理为基础，闭合电路的一部分导体在磁场中运动会产生电流，带电的导体在磁场中运动会产生阻碍其运动的电磁力。
电磁搅拌器在连铸上的优势与展望
电磁搅拌器在连铸上的优势与展望目前，电磁技术在钢铁生产流程中得到了广泛的应用，特别是在连续铸钢领域，突出表现为成熟技术的推广应用与新技术的开发和工业化。
连铸领域的电磁技术主要有：电磁搅拌、电磁制动、电磁铸造与软接触等。
电磁搅拌技术1952年，首先在连铸机结晶器下方安装了试验性的电磁搅拌装置。
二十世纪70年代以来，随着连铸技术的不断发展，连铸钢种的不断扩大，电磁搅拌技术已越来越受到人们的重视。
连铸过程采用电磁搅拌的主要作用是提高连铸坯的质量，例如去除夹杂物、消除皮下气泡、减轻中心偏析、提高连铸坯的等轴晶率。
因此，在浇铸断面较大的铸坯如大方坯、大板坯以及浇铸质量要求较高或易出现质量问题的钢种时，电磁搅拌技术便成为首选。
按照搅拌的位置不同，连铸电磁搅拌可分为结晶器电磁搅拌(M-EMS)、二冷区电磁搅拌(s-EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)。
目前，方坯连铸应用较多的是结晶器电磁搅拌，有时为进一步提高质量，增加凝固末端电磁搅拌，即结晶器与凝固末端联合搅拌。
板坯连铸应用较多的是二冷区电磁搅拌。
近年来，板坯结晶器电磁搅拌技术的应用逐渐为各国钢铁企业所重视，特别是日本在这方面的开发与应用十分活跃。
我国连铸电磁搅拌技术的研究始于上世纪70年代，当时以自主开发为主。
从80年代中期开始，我国在引进特殊钢连铸机和板坯连铸机的同时，先后引进了不同位置和不同类型的电磁搅拌装置。
经过20多年的研究、开发与消化吸收，我国在电磁搅拌技术领域取得了长足的进步，目前已经完全能够承担搅拌器的设计、制造与工业应用，只是线圈导线外层缠绕的防水绝缘膜仍需从国外进口。
国内电磁搅拌器的生产厂家现在也处于激烈竞争的状态中，并与国外厂商争夺国内的搅拌器市场。
总体来说，电磁搅拌在电磁连铸技术领域中发展最为成熟，应用也最为广泛。
目前存在的主要问题是如何进一步提高电磁搅拌器线圈的使用寿命。
搅拌器在运行时线圈发热，需要循环水来冷却，由于循环水长时间的浸泡与冲刷，线圈表面的防水膜与绝缘膜会逐渐老化而失效，造成线圈的绝缘性能下降而产生漏电。
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６包钢科技第３４卷
３４Ｍｎ６和Ｑ３４５Ｂ（１６Ｍｎ）三个钢种的中心等轴晶率，结果见表４。
表４电磁搅拌和无电磁搅拌等轴晶率对比数据
可见使用结晶器电磁搅拌后铸坯中心的等轴晶比率明显增加由平均１０．６５％增加到１６．０２％。
铸坯低倍检验也说明电磁搅拌后铸坯结构改善，表面激冷层增加，铸坯中心向几何偏移接近，等轴晶由扇形趋近圆形。
３．２中心偏析
１．２０
１．００
Ｏ．８０
籁
墨ｏ．６０
论
堡
０．４０
０．２０
０．００
２流３流
图１碳偏析指数
图１是３４Ｍｎ６钢种、①２７０咖规格的２’流（无
电磁搅拌）、３’流（有电磁搅拌）对比试样的铸坯几何中心点碳偏析（碳偏析指数＆＝Ｃｏ／ｃ６）的结果。
从图中可看出：结晶器电磁搅拌可有效地降低铸坯铸坯中心元素的富集和偏析，特别是中心Ｃ等元素的偏析，这与其他文献的研究结果相一致【副。
３．３对铸坯内部质量的影响
图２是生产的圆坯硫印检验结果进行的统计分析。
从图中可以看出：圆坯３级中心裂纹缺陷所占的比率，用结晶器电磁搅拌平均为０．１％。
未用结晶器电磁搅拌的平均为１．２５％，明显降低。
图２圆坯３级中心裂纹缺陷所占的比率
４结论
（１）采用合适的结晶器电磁搅拌参数可使圆坯获得良好的内部质量。
铸坯硫印评级指标显著改善，３级缺陷比率由１．２５％降低到Ｏ．１％。
（２）使用结晶器电磁搅拌后铸坯中心的等轴晶比率明显增加由平均１０．６５％增加到１６．０２％，尤其对中高碳合金钢改善更为显著，最高可达２３．８８％；铸坯中心Ｃ元素的偏析指数改善，由１．０７降低到０．９７。
参考文献
［１］蔡开科．连铸铸钢原理与工艺［Ｍ］．北京：冶金工业出版社。
１９９４．
［２］代廷福．电磁搅拌器对连铸大方坯、圆坯内部质量的影响［Ａ］．大方坯圆坯异形坯文集［ｃ］．包
头：内蒙古科技大学，２００７，３４—３７．
电磁搅拌对圆坯质量的影响
作者：王永顺， 谌智勇， 董珍， WANG Yong-shun， CHEN Zhi-yong， DONG Zhen
作者单位：王永顺,WANG Yong-shun(内蒙古科技大学材料学院,内蒙古,包头,014010)， 谌智勇,CHEN Zhi-yong(内蒙古包钢钢联股份有限公司炼钢厂,内蒙古,包头,014010)， 董珍,DONG
Zhen(内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心,内蒙古,包头,014010)
刊名：
包钢科技
英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY OF BAOTOU STEEL(GROUP) CORPORATION
年，卷(期)：2008，34(3)
引用次数：0次
参考文献(2条)
1.蔡开科连铸铸钢原理与工艺 1994
2.代廷福电磁搅拌器对连铸大方坯、圆坯内部质量的影响 2007
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1.期刊论文董珍.刘平.云霞.DONG Zhen.LIU Ang.YUN Xia电磁搅拌在包钢圆坯铸机上的应用研究-包钢科技2008,34(4)
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2.会议论文董珍.刘平.云霞电磁搅拌在包钢圆坯铸机上的应用2008
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生产实践表明，采用结晶器电磁搅拌后，圆坯的中心等轴晶率平均增大了5.96％；中心碳偏析指数由1.07降低到0.97；内部缺陷≤1级所占的比率平均提高了1.2％．
本文链接：/Periodical_bgkj200803002.aspx
下载时间：2010年4月30日。