电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用技术

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

人员的专业技能与综合素养具有较高的要求。电磁制动在高拉速时工作生产效率最高，但是其直流电磁体只能以一种制动钢水速度进行制动，也就是说实际钢水速度与制动速度不成比例，如果钢水速度太快或者要慢，都直接影响制动流水的速度，从而对钢水的温度与濃度产生不利影响。此外，其效果受到板坯厚度、宽度、铸速以及侵入式水口深度等多方面因素的影响，因此对生产环境具有极高的要求，也就是说只有在特定的环境下才可以操作，并且保证生产效果。

3、电磁搅拌技术的应用分析

3.1 连铸的软接触技术

在科学技术不断完善的时代背景下，对连铸的软接触技术的提高提供了积极的推动力。连铸的软接触技术借鉴了铝合金的无模电磁形式，也就是说连铸的软接触通过结晶器的外侧施加交流磁场，电磁场通过结晶器减小结晶器内部的接触压力，结晶器内部的接触压力减小之后，液态金属的流动速度会更快，这样就防止结晶器因为震动而产生的铸坯表面的振痕。从本质上说，减轻经济器震动的频率，就会减少渣流出与流入时所造成的动压变化，从而降低动压变化对铸坯的不利影响。连铸的软接触技术在我国应用还不够普遍，在上世纪就有相关学者对连铸的软接触技术从理论到实践进行研究。从应用实践来分析，连铸的软接触技术在传统连铸机上的应用具有不一定的可操作性，也可以提高钢质量。但是由于我国对连铸的软接触技术的研究力度不足、专业人才缺乏等原因，要想实现工业应用还需要进一步探究，攻克一些技术性难题。

3.2 电磁制动EMBR

电磁制动方式还需要结合生产实际情况以及技术操作要求，一般情况下，可以采用静态磁场来降低钢流速度，也就是说必须控制钢水流速度，保证钢水流动的速度与制动频率保持一致，以防止由于速度不一致导致钢表面出现裂痕。静态磁场的主要作用就是在流动的钢水上产生感应电压，在钢水流动的整个过程都会产生相应电压，如果钢水流动越快，那么其产生的电压就越高。当电压越来越高时，就会在钢液中产生大量的电流。从本质上来说，就是电压促进钢液中产生电流，并且感应电流与静态磁场相互作用下，会使钢水流动的方向发生变化，从而产生相反的制动力。钢水流速越快，制动力越大，这就需要改变结晶器中钢水流动电费分配问题，使弯月面钢水平稳，防止保护渣或者其他异物进入到结晶器当中。

4、电磁搅拌技术的发展前景

随着社会经济与生产需求力度不断加强，对钢管连铸生产提出更高要求，因此对电磁搅拌连铸生产工艺的研究力度也不断加强，并且在各个领域中得到越来越广泛的应用，极大地提高了生产效率。在钢管连铸生产未来发展趋势中，电磁搅拌技术利用数值模拟分析电磁搅拌过程中产生的热场与流场，并且通过相关数据分析热场、流场对凝固组织的影响。随着电磁搅拌技术的理论与实验研究不断加强，电磁搅拌连铸生产的合金种类日益被广泛应用，并且对金属凝固的理论研

究与实践研究提供给了积极的促进作用。

5、技术应用管理经验

5.1 加强电搅使用中的点检维护，遵循预知维修的管理思路。规定每次使用电搅前必须测量电搅线的在线绝缘值。在电搅使用时每班必须检查和记录两次线圈冷却水的流量、水温、中间端子箱的接头温度。如有异常必须监护。

5.2 确保电搅设备的稳定运行掌握在线更换，离线检修的原则。规定电搅线圈和逆变柜每三个月下线保养。线圈的出线电缆绝缘破损的必须更换。出现电缆裸露在二冷段的部分必须加包石棉布。离线存放的线圈冷却水必须吹干，保持线圈内部干燥（特别在冬天应该做到，否则冷却水结冰涨破水管）。冷却水的出口上堵头，防止灰尘进入，降低绝缘电阻。对逆变柜受损的元件检查更换，电路板和IGBT 分解清灰，再安装。所有的连接螺丝必须紧固。对有故障的线圈必须通过绝缘检测和内部试压实验判断故障点然后再有的放矢的处理。

5.3 注重过程管理，提高维护人员的素质和操作人员对设备的认识。

5.4 改善电搅设备的环境，提高设备使用寿命。针对操作工在吊装结晶器的晃动撞破线圈这一问题，规定吊装结晶器时必须用导链慢慢落到位，使线圈的寿命平均提高两年。由于逆变器的元件是一个很大的发热体，电搅工作时电气室的温度非常高，导致有些元件容易烧毁。为了降低电气室的温度，加装了大容量水冷空调。

6、结束语

电磁搅拌在炼钢经过不断摸索和潜心研究，保障了电气元件的正常运行，总结出了一套非常实用的技术成果和管理经验，故障率逐年下降，为生产高质量的产品奠定了坚实的设备保障。

参考文献：

[1 ]毛斌，李进.特钢连铸电磁搅拌技术实践中的一些问题[A]，2017年全国炼钢、轧钢生产技术会议文集[C]，2017年.

[2 ]毛斌.方坯连铸电磁搅拌技术应用中的几个重要问题[A]，特钢连铸技术研讨会论文集[C]，2017年.

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[4 ]邹晓强，刘生发，吕亚清，黄尚宇.轻合金中电磁搅拌技术的研究与应用现状[A]，2008年全国铝合金熔铸技术交流会论文集[C]，2018年.