结晶器电磁搅拌对方坯质量的影响

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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。

电磁搅拌在小方坯连铸机上的应用

4．5电磁搅拌在小方坯连铸机上的应用
电磁搅拌的作用是促进连铸坯凝固组织的等轴晶化、细化晶粒，改善偏析、减少中心疏松。

提高产品质量及热加工性能。

结晶器的电磁搅拌还有利于夹杂物以及气体的上浮分离。

正确地选定搅拌位置，搅拌强度和搅拌方法是极为重要的。

为了扩大最佳控制区的范围，有效的改善组织，现在一些工厂不仅在一个部位搅拌，而且还在许多部位同时搅拌。

1）结晶器电磁搅拌
结晶器电磁搅拌的作用是通过对凝固前沿的冲刷作用，促进等轴晶的发展，去除夹杂物和气体，可使铸坯凝固时，角部和四周边的凝壳厚度均匀。

2）二冷区电磁搅拌
二冷区电磁搅的作用是通过对钢液的搅动，阻止铸坯树技晶生长，以改善内部组织，减少中心疏松及偏析。

3）凝固末期电磁搅拌的作用是通过对凝固末期钢液的搅动，控制浓化钢水向中的移动，减轻中心疏松。

以上三个部位电磁搅拌，可以单独使用也可配合使用。

采用电磁搅拌技术可以提高钢液的过热度，改善浇注操作。

中间罐的浇注温度可以提高10～15℃。

内置式结晶器电磁搅拌对ML35连铸坯质量的影响

２１年第４０１期
昆钢科技ＫｎａｇＫｊｕｇｎｅｉ
２１年９０１月
内置式结晶器电磁搅拌对ＭＬ５３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ＭＬ５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ＭＬ５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
ｏ３ｌｔＱｕｌｙｎＭＬＢｉｅａｉ５ｌｔ
ＳｎＨｕＣａｎ２Ｚｎｈ —ｘｏｇＣｈｉｘｎｕｉｏＹａｇｈａｇＺｕｉｎ２ｕＬ — ｉ
（．ｅｌｍｋｎｌｎ；．ｃｎｃｌｅｔＩＣ１ｔ — ａｉｇａｔ２ＴｈｉｎｅｏＫＳ）ＳｅＰｅａＣｒｆ
２试验条件
试验在昆钢炼钢厂５５机．流小方坯连铸机正常浇铸条
件下进行，铸坯规格为１０Ｉ１０／２０ｍ。５ｍＸ５ｎ×１０Ｂｍ０ｍ
所用搅拌器为内置单向连续式结晶器电磁搅拌（Ｍ—
ＥＭＳ），采用独立的闭循环净化水进行冷却，每台

小方坯中碳钢采用结晶器电磁搅拌的冶金效果

钢材的力学性能各取１Ｏ个线材试样检验对比见表３。
表３ＳＷＲＣＨ３５Ｋ有无电磁搅拌钢材的力学性能对比
电磁搅拌Ｒ（，ａ）／ＭＰａＲ／ＭＰａＡ／％
有
４１５
６３３２９．５
无Байду номын сангаас
４１４
６２４
３０．０
Ｚ／％５１．１５１．８
ｅｘｃｅＨｅｎｔｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｅｆｅｃｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｄｉｕｍ —ｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌ；Ｍ —ＥＭＳ；ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｅｆｅｃｔｓ
随着钢铁企业的快速发展，要求铸坯的产量和质量不断提升。为适应日益激烈的市场竞争，包钢炼钢厂对１５０ＩＩ１１／１×１５０ｍ／ｎ小方坯连铸机进行了高效化改造，其中增加结晶器电磁搅拌为核心工艺技术之一，并实现了二冷气雾冷却。文中主要介绍小方坯连铸中碳钢ＳＷＲＣＨ３５Ｋ采用结晶器电磁搅拌前、后的冶金效果对比及对应线材性能的变化。
流３００Ａ，频率４Ｈｚ。
２结晶器电磁搅拌的冶金效果
２．１电磁搅拌对铸坯组织的影响结晶器电磁搅拌对铸坯组织的影响表现在抑制
柱状晶的生长，加速传热和凝固，加速钢液过热度散失，增加中心等轴晶区Ｊ。ＳＷＲＣＨ３５Ｋ为小方坯中碳钢典型钢种，以熔炼号为４０５１４１和４０５１４２炉次为研究对象，其中４０５１４１炉次未采用电磁搅拌工艺（过热度为２２℃ ，拉速为２．４ｍ／ｍｉｎ），４０５１４２炉次采用了电磁搅拌工艺（过热度为２９℃ ，拉速为

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。

电磁搅拌对马氏体不锈钢连铸坯组织和表面质量的影响

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电磁场相位对小方坯连铸结晶器电磁搅拌的影响

・相关技术・电磁场相位对小方坯连铸结晶器电磁搅拌的影响李建超　王宝峰　董　方李贵阳　底更顺　翟永臻(内蒙古科技大学,包头014010) (宣化钢铁集团有限责任公司,宣化075103)摘　要　通过数值模拟对两相和三相结晶器电磁搅拌器作用下钢液内部的磁场和流场进行耦合数值分析,得出了不同相位电磁搅拌时,钢液内部磁感应强度、电磁体积力及搅拌速度的分布规律。

模拟结果表明:在相位差为90°的两相电磁搅拌器结晶器电磁搅拌时,钢液内部的磁感应强度、电磁体积力及钢液的搅拌速度要比相位差为120°三相电磁搅拌器的高。

计算结果与文献中实验结果及宣钢等厂的生产实践结果一致。

关键词　电磁场相位,结晶器电磁搅拌,小方坯连铸中图分类号　TF777.3　文献标识码　BEffect of electro magneti c f i eld pha se on M-E M S of b illet ca sti n gL I J ianchao,WANG Baofeng,DONG Fang(I nnerMongolia University of Science and Technol ogy,Baot ou014010)L I Guiyang,D I Gengshun,Z HA I Yongzhen(Xuanhua Ir on&Steel Gr oup Co.,L td.,Xuanhua075103)ABSTRACT　Based on ANSYS s oft w are,a coup led analysis on magnetic field and fluid field of t w o and three phase M-E MS in a billet caster was carried out.The distributi on of magnetic flux density, magnetic volu me force and liquid steel stirring vel ocity with sa me current and frequency values were obtained and compared.Calculated results showed that t w o phase M-E MS with phase difference of90 degree has higher stirring magnetic flux density,magnetic v olume f orce and liquid steel stirring vel oci2 ty than the three phase M-E MS with phase difference of120degree.Calculated results agree well with the experi m ental data in operati on p ractice at Xuanhua Ir on&Steel Co.and the data fr om litera2 ture.KE Y WO R D S　electr omagnetic field phase,M-E MS,billet casting1　前言电磁搅拌技术是利用不同形式的装置,通过电磁力来控制连铸过程中钢水的流动、传热和凝固,进而提高钢的清洁度,扩大等轴晶区,减少成分偏析,减轻或消除中心疏松和中心缩孔,并可降低过热度等,从而满足生产优质、高等级钢材的要求。

电磁搅拌对圆坯质量的影响

２Ｓｅ —ｍｋｎｌｔｆＳｅｎｎＣ．ｔ．ＢｏｕＳｅＧｏｐｏｒ，ａｔ１００ＮｉｎｇｌＣｉ．ｔｌａｉＰａｅＵｉｏＬｄｏａｔｔｌ（ｒ）Ｃｐ．Ｂｏｕ０４１，ｅＭｏｇｏ，ｈａ；ｅｇｎｏｔｌｏｆｏｅｕｏｎ３ＴｃｎａＣｎｒＳｅｎｎＣ．ｔｏＢｏｕＳｅｌＧｏｐＣｒ．Ｂｏｕ０４１，ｅＭｎｇｌＣｉ）．ｅｉｌｅｔｔｌｉＬｄ．ａｔｔ（ｒ）ｏｐ，ａｔ１００Ｎｉｏｇｏ，ｈｈｃｅｏｅＵｏｏｆｆｏｅｕｏａｎ
ＡｂｔａｔＴｈｓｐｐｒｉｔｏｕｅｈｐｌｃｔｎｏ — ＥＭＳｉｈｏｎａｔｒｏｏｏｔｅ．ｅｒｔｏａａａｔｒｆｅｓｒｃ：ｉａｅｎｒｄｃｓｔｅａｐｉａｉｆＭｏｎｔｅｒｕｄｃｓｅｆＢａｔｕＳｅ１Ｔｈａｉｎｌｐｒｍｅｅｓｏｈｔ
Ｊｎ，０８ｕｅ２０
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０４１；１０００４１；１０００４１）１００
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。

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
Ｖｏ１．２３．Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１３
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２４３００１）
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
２０１３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
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ＣＯ５Ｃ１０
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。
砉 §
Ｃ１５
Ｃ２０
●
Ｂ０５
＞ＢＯ５
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
１ＯＯ
１５０
２００
２５０
３００
电斑强度Ａ
图１１单开１段２辊铸坯的等轴晶宽度

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。

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。

结晶器电磁搅拌器的作用

结晶器电磁搅拌器的作⽤S-EMS对铸坯内部质量的改善我国科美达公司⾸次出⼝印度南⽅钢铁公司的实⽤型EMS是在2001年印度的四流⽅坯连铸机上投产使⽤的。

它是⼀台S-EMS。

⽽且此类型电磁搅拌器被⼴泛采纳使⽤了4年之久，究其原因主要有两个：⼀是它安装在连铸机的铸流区内，相对简单便利；⼆是它采⽤⼯频电磁搅拌，电⽓设备的投资费⽤低。

它的主要冶⾦效果是可在铸坯的中⼼区形成等轴晶凝固结构，并减少了铸坯的中⼼疏松和偏析缺陷。

对某些钢种来说它对其铸坯内部质量的改善的同时，却在凝固前沿产⽣了负偏析的危害，即所谓的“⽩亮带”现象。

从流体原理上来解释。

通过其对铸坯内部液态钢⽔的搅拌，破坏了凝固前沿的树枝晶结构，阻⽌了柱状晶的⽣成和凝固搭桥现象的发⽣，减少了中⼼疏松，⼩钢锭现象和中⼼偏析。

依据S-EMS的机械模式，它应在铸流区的最佳位置处，不宜太⾼⽽搅拌太早，进⽽影响了搅拌效果，使柱状晶再次⽣成，不宜太低⽽不能在凝固前沿打断树枝晶，⽽树枝晶⼀旦形成，就不能再通过搅拌来打断，事实上，因为M-EMS的使⽤，以上两种设计思路不得不有所改变。

M-EMS对铸坯表⾯质量的改善因为在结晶器下⽅铸坯的表⾯已呈凝固态，所以要对铸坯表⾯质量进⾏改善，就不能选择铸流搅拌器。

另⼀种⽅法就是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。

在2001年58台外装置型结晶器电磁搅拌器在⾸钢⼆炼钢⼚4#机8机8流显⽰出它对铸坯表⾯质量改善的优越性，于是湖南科美达电⽓公司就将其在冶⾦⼯艺领域⾥推⼴应⽤。

事实上，对结晶器弯⽉⾯处的液态钢⽔进⾏搅拌，使其产⽣旋转运动，有以下三个效果：●阻⽌了⾮⾦属夹杂物和⽓泡被最先凝固的铸坯壳所捕捉，从⽽使铸坯在凝固前沿得到“清洗”。

●给⾮⾦属夹杂物和⽓泡产⽣⼀个离⼼⼒。

在离⼼⼒和铸坯中⼼⼒的联合作⽤下，使其更易于上浮到弯⽉⾯处，从铸坯凝固壳处分离出来。

● “清洗”弯⽉⾯。

将上浮夹杂物保持在弯⽉⾯的凹陷处，从⽽使其远离铸坯凝固壳。

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。

电磁搅拌对特大方坯结晶器内流场及温度场影响

湍动能耗散率ε方程其中，ρ为密度，kg∙m−3； ui与uj表示i和j方向的速度大小； xj和xi分别表示j和i方向的节点坐标； µeﬀ为有效黏度系数，kg∙m−1·s−1； P为压力，Pa ； g为重力加速度，m∙s−2； S为两相区枝品间流动产生的源项； F为洛伦兹力，N∙m−3
ut为湍流黏度系数，kg∙m−1·s−1；C1，C2，σk， σε为经验常数，采用Launder和Spalding的推荐值，取C1=1.44，C2=1.92，σk=1.0，σε=1.3；Sk、 Sε为考虑凝固时k方程和ε方程中添加的源项
3 电磁力的作用下，钢液的水平旋流能够抑制初生坯壳的生长，降低坯壳的生长速度，出结晶器坯壳厚
度减小约2。3mm。当电流大小从300A增加到500A，结晶器内凝固坯壳生长的变化并不大
4 (4)为达到最优的生产效果，建议生产时电磁搅拌的电流大小为400A，频率为1。5Hz
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3.2搅拌对结晶器流场及液面波动的影响
该厂实际生产时采用四孔浸入式水口，水口倾角向下15°，控制水口方向呈45°对角，水口浸入深度为120mm，拉速为0.43m∙min−1.以下通过改变电磁搅拌的电流大小和电流频率来研究结晶器内部流场和液面波动的变化情况，并找出合适的电磁搅拌参数
计算结果与讨论分析
目录
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1 模型的建立 2 数学模型 3 计算结果与讨论分析 4 结论
电磁搅拌对特大方坯结晶器内流场及温度场影响
结晶器作为连铸机的"心脏",其流场直接影响铸坯质量. 对于大方坯连铸机来说，目前结晶器电磁搅拌作为其必选配置，具有改善结晶器内的流场、均匀钢液温度、改善偏析和提高铸坯质量等作用. 而电磁搅拌的作用机理必须与实际冶金机理相结合，根据现场生产情况选择合适的电磁搅拌工

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。

小方坯结晶器电磁搅拌工艺参数完-炼钢资料分析

小方坯结晶器电磁搅拌工艺参数选择及效果分析摘要：采用对比试验研究的方法分析不同电磁搅拌强度下对45钢小方坯铸坯内部质量的影响，试验中采用搅拌电流分别为270、280、290、300 A。

其结果表明：电磁搅拌的使用有助于提高铸坯质量,包括皮下气泡、非金属夹杂物、中心偏析、缩孔、角部裂纹的质量等级，电磁搅拌可有效降低高过热度钢连铸铸坯中的氧、氮含量，随着搅拌电流由270A提高到300A，铸坯中心等轴晶比率由24.2％提高到31.5％。

关键词：连铸；结晶器电磁搅拌；内部质量Process parameters optimization and effects analysis ofbillet mold electromagnetic stirringGAO Hai（1. School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China；2.Chengde Branch of Hebei Iron & Steel Co., Ltd., Chengde 067102, China；3.Engineering and Technology Research Center of vanadium and titanium HeBei, Chengde 067102, China.）Abstract:The continuous billet internal quality analysis of 45 steel are studied with the different mould electromagnetic stirring current by the comparative method. The result showed electromagnetic stirring improved the level of billet internal quality such as the subcutaneous blebs, nonmetallic inclusions, central segregation, shrinkage cavity and corner cracks, effectively reduced the content of oxygen and nitrogen in the high superheat billet, increased the billet center equiaxed crystal ration from 24.2% to 31.5% with stirring current from 270A to 300A.Key words: continuous billet；Mould electromagnetic stirring；Internal quality1 前言随着连铸技术的快速发展，电磁搅拌技术应用越来越广泛，它的实质是借助在铸坯液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢液的运动，由此强化钢液的对流、传热和传质过程，产生抑制往状品发展、促进成分均匀、央杂物上浮细化、分布均匀的热力学和动力学条件，进而控制铃坯凝固组织，改善铆坯质量。