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
控制弯月面波动。其次，明确电磁制动对液面波动、火焰状态、钢液温度分布、铸坯质量四方面造成的具体影响。例如，在液面波动影响评估方面，开展液面波动试验，综合分析铸坯宽度与水口深度等因素来设定电流值，观察不同电流值时的液面波动幅度，根据试验结果来选择最佳的电磁制动装置电流值，避免因液面波动幅度过大、过小而出现漏钢、保护渣未完全熔化等问题。而在钢液温度分布影响评估方面，开展专项性能试验，保持钢种、断面尺寸、拉速、铸机型号等工艺参数不变，选取两组样品进行试验，分别关闭与开启电磁制动装置，持续监测结晶器热电偶温度与分布状况。根据试验结果发现，在电磁制动装置关闭时，结晶器热电偶温度曲线呈现杂乱无序现象，表明结晶器宽面温度分布不均。在开启电磁制动装置时，电热偶温度曲线平稳，温度分布均匀效果得到明显改善，论证了电磁制动技术的实用价值，同时.，根据结晶器宽面平均温差变化情况与均匀程度来设定装置制动参数。
电磁搅拌技术一发展历程
在连铸技术应用期间，依托电磁搅拌技术能够对铸坯质量加以提升。电磁搅拌技术是瑞典ASEA公司基于电磁感应原理而推出的一项技术手段，在连铸工艺过程中，依托感应磁场来控制钢水进行强制搅拌，有助于改善钢坯的皮下与表面质量，是一项常见的连续铸钢技术，于1948年正式用于电弧炉炼钢工艺中，随着时间推移，逐渐应用到连铸机、感应熔炼炉等场景中。同时，在上世纪70年代，电磁搅拌技术的研发方向发生改变，多家钢铁公司与研究机构将方坯结晶器内电磁搅拌、低频电磁场作为技术研发重点，并研制配套的线性搅拌器，搅拌效率、铸坯质量均得到明显提升。尤其是对于日本等国家而言，在钢铁企业日常经营过程中，上述技术的应用频率极高，并在多个环节中实现了一定的普及，取得
了明显的应用成效。
电磁搅拌技术一作用原理
在连铸工艺体系中，电磁搅拌技术原理为，预先在动态磁场中放置处于凝固状态的前沿液体，在磁场切割钢液速度达到一定标准时形成感应电流与电磁力。电磁搅拌技术的磁场能够在人工操作的影响下发生改变，电磁力同样如此。可通过人工操作的方式，基于电磁作用强制性驱动钢液按特定方向进行运动，通过调节电磁搅拌器运行参数来控制钢液运动状态、流动方向及形态，操作人员可根据钢采生产质量要求对机器加以调整，使搅拌方式更加科学适宜，进而强化铸坯质量，丰富连铸形式，从而起到改善金属凝固组织、提升铸坯质量的作用。2.3技术应用注意事项首先，做好电磁搅拌器选型工作，常见类型为HEMS中间包加热搅拌器、FEMS凝固末端搅拌器、MEMS结晶器搅拌器、SEMS二冷端搅拌器四类，不同类型搅拌器的适用范围、功能效用存在差异，根据连铸工艺改进目的与生产需求加以选择。如配置HEMS装置起到改善中间包二次冶金效果、始终维持30C。以上钢水液相线温度的作用。配置FEMS装置起到满足碳偏析要求的作用，适用于生产加工高含碳钢种，优先布置在凝固末端部位。配置MEMS装置起到提升铸坯表面质量、预防中心疏松与细化晶粒作用，优先布置在结晶器下方部位。配置SEMS装置起到促进铸坯晶粒细化作用，功能效用与MEMS装置相似，但具有易于更换、运行成本低的优势。其次，在电磁搅拌技术应用期间，存在卷入结晶器保护渣、中心碳偏析改善效果不佳的技术难题亟待解决。对于卷入结晶器保护渣问题,适当下调搅拌线圈装置位置，避免因结晶器搅拌器的搅拌强度过大而卷入保护渣。而对于中心碳偏析问题，钢厂在生产加工轴承钢、钢帘线钢等高偏析要求
钢种时.，应选取全新的复合搅拌技术来取代原有结晶器电磁搅拌技术，或是组合安装FEMS装置与MEMS装置。
电磁技术的应用措施一工艺改进
传统连铸工艺存在应用局限性，难以满足钢厂生产需要，应推动电磁搅拌、电磁制动与连铸工艺的深度融合，改进工艺技术与生产模式。如在钢水预加工环节，传统连铸工艺中普遍采取脱硫法，以此来提升钢液洁净度、强化钢材韧性等力学性能，常用预处理技术为脱硫法。根据脱硫法应用情况来看，钢液脱硫效率有待提高，容易产生较大温降值，实际处理效果不理想。因此，需在钢水预处理环节组合应用线性电磁搅拌技术与脱硫法，起到提高脱硫效率、控制脱硫过程温降、控制钢水中硫成分均匀分布、提供有利脱硫净化处理条件的作用。同时，为充分发挥技术优势，钢厂需要开展相关试验来掌握线性电磁搅拌对钢水脱硫处理效果造成的具体影响，准确计算最佳脱硫搅拌电流，获取电磁搅拌参数和临界界面钢水流速关系式，避免因电流过小而没有取得预期钢水预处理效果，或是因搅拌电流过大而造成钢水中的脱硫产物重新卷入到钢水当中。同时，根据生产需求来选择恰当的搅拌方式，常见方式包括载气+电磁搅拌、线性电磁搅拌两种，并将线性电磁搅拌方式细分为单侧搅拌、对称搅拌、对向搅拌三类。
推动电磁技术的创新发展
现阶段，电磁技术处于高速发展阶段，在技术层面上存在大量课题有待研究，新兴技术手段的应用，极大提升了连铸生产效率与产品质量。因此，为树立市场核心竞争优势，钢厂需加大对电磁技术的研究力度，积极引进全新技术手段。以
电磁搅拌技术为例，近年来推出方坯结晶器端部漏磁屏蔽技术与板坯结晶器周边漏磁屏蔽技术，有效解决了电磁搅拌器安装与弯月面矛盾、弯月面流速低下等技术难题。其中，方坯结晶器端部漏磁屏蔽技术为，使用高导电率材质材料来制作屏蔽装置，将屏蔽装置在结晶器搅拌器的上端部位置固定安装屏蔽装置，从而起到降低搅拌器上端部磁感应强度、提升搅拌强度、选择最佳搅拌器安装位置来扩大轴晶区与快速消失钢水过热度、减小中心偏析量等多重作用，避免在搅拌器使用期间因端部漏磁场在反馈铁芯时产生边缘效应而造成弯月面扰动。而板坯结晶器周边漏磁屏蔽技术为，考虑到部分型号板坯结晶器搅拌器在运行期间会同时在工作面与周边区域激发主磁场与漏磁场，从而造成强电磁敷设危害，需在装置工作面外侧设置凹形屏蔽罩，起到减少非工作面磁力线、提升工作面磁感应强度、加大工作面实际电磁推力的作用，有助于改善铸坯质量。
强化电磁技术的人才培育
与发达国家相比，我国电磁技术在连铸工艺中的应用水平仍有待提高。为了充分发挥出电磁技术在连铸工艺中的重要作用及积极优势，相关企业应做好人才培养工作。首先，企业可积极引进外国相关领域专业技术人才，适当提高薪资待遇，以此招揽更多的专业人士投入到企业发展过程中。此外,还应适当的给予一定的资金补助及晋升空间，使各人才能够对企业具有归属感及认同感。其次，各地高等院校可通过成立专业课程的方式，积极培育相关领域人才，并与企业签订人才供应合同，确保人才供应充分。通过这种方式不但能够解决人才缺口引发的各项问题，还能够为大学生提供更为优质的就业机会。最后，还应做好企业内部现有人才的培养工作，使其养成良好的学习意识，积极展开电磁技术学习工作，
明确该项技术的应用要点及难点，通过奖惩制度及薪酬制度相结合的方式，对相关技术人才加以考核，使其明确自身不足之处，确保该项技术能够与连铸工艺实现更好的结合。
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
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
方坯连铸结晶器电磁搅拌的研究与应用
方坯连铸结晶器电磁搅拌的研究与应用 王琪张兴利梁新维赵彻栗金刚 （河北钢铁集团承德分公司技术中心） 摘要：通过在承钢八流方坯连铸机上进行工业试验，系统的研究了结晶器电磁搅拌对连铸坯缩孔、中心偏析和纯净度的影响。通过试验的逐步摸索，对电磁搅拌工艺参数逐步优化，明显改善了连铸坯质量。 关键词：结晶器电磁搅拌、连铸、铸坯质量 1前言 连铸坯的中心缩孔、中心偏析以及夹杂物等问题一直是影响铸坯内部质量的严重缺陷。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。根据电磁搅拌的位置可分为结晶器电磁搅拌(M一EMS)、二冷电磁搅拌(S一EMS) 和凝固末端电磁搅拌(F一EMS)。承钢炼钢厂于2006年引进结晶器电磁搅拌技术，通过在八流方坯连铸机上的使用，研究了结晶器电磁搅拌对连铸坯中心缩孔、中心偏析以及纯净度的影响，并对电磁搅拌参数进行了优化，使得连铸坯质量得到改善，满足了生产高质量品种钢的要求。 2试验方案及方法 表1 连铸机主要技术参数 2.1试验方案 生产工艺流程:100t提钒转炉→100t炼钢转炉→110t LF精炼炉→八机八流方坯连铸机。 试验钢种为45钢，采用电磁搅拌和不采用电磁搅拌进行对比试验，研究铸坯缩孔、中心偏析及组织的变化。通过改变电磁搅拌参数，对比不同参数下对铸坯质量的影响。 2.2试验方法 （1）在连铸机电磁搅拌结晶器各流上分别采用不同参数的电磁搅拌和不采用电磁搅拌，在不同的温度、拉速下截取铸坯试样。 （2）对截取的铸坯试样进行切割、车铣、磨光、酸洗，做低倍检验，研究电磁搅拌对缩孔、偏析等铸坯质量的影响。
（3）对铸坯试样做化学成分分析。 （4）对铸坯试样做夹杂物分析。 3 试验结果和分析 试验钢种为45，试验炉次中间包过热度15℃~40℃，拉速1.7m/min~2.0m/min，结晶器进出水温差4.8℃~6.9℃，电磁搅拌工艺参数见表2 表2 承钢5＃连铸机生产试验钢的结晶器电磁搅拌器生产技术工艺参数 3.1 铸坯低倍检验分析结果见表3 表3 有电磁搅拌铸坯的低倍检验评级结果 后面的数字代表有无电磁搅拌，1代表有电磁搅拌，2代表无电磁搅拌。 3.1.1 结晶器电磁搅拌对缩孔的影响 由表3可以看出，使用电磁搅拌对改善铸坯缩孔缺陷有明显效果。在同一频率下，随着电磁搅拌强度
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℃
电磁铸造
电磁场技术应用于材料加工，归功于研究电磁场和金属流体之间相互关 系的磁流体力学(Magneto一hydrodyn二ies，MHD)的发展。1823年法拉第 就开始测量流体在磁场中的流动。100年后，Q.Muck提出了悬浮熔炼的专 利。1961年Lanes一心enberg提出交变电磁场可以使钢锭的组织细化，揭开了 电磁技术在冶金等材料加工领域应用的序幕。然而，直至1982年在英国召 开的国际力学理论和应用联合会议上才第一次出现了材料电磁工艺的技术术 语[1]。近几年来，材料的电磁工艺广泛应用于有色金属和黑色金属的冶金过 程及其它材料加工领域，极大地推动了材料科学的飞速发展。表1一1展示了 电磁技术在材料学科中的应用[2]。
图1一1所示的电磁工艺树更形象地描述了材料的电磁处理工艺体系[3]。 电磁工艺树的根部表示支配该领域的基础工程学科，树的右下方以模式化的 方式表示等离子工程学、冶金工艺学、磁流体力学的关系。三个学科的重叠 处为材料的电磁处理，它包含感应加热[4]、电磁搅拌卜‘0]、冷柑祸悬浮熔炼 [‘，一‘5]、电磁泵[’6-‘“l、电磁阀[‘9--，o]、电磁雾化[2’一22]、流体测量〔23一25]、电磁流 变铸造哪一29j以及电磁复合铸造[30--33]。 电磁铸造是电磁流体力学与铸造工程相结合的应用技术，目前已成为铝 合金连续铸造的三大生产方法之一。图1一2表示典型的普通连铸和热顶铸造的基本原理。
图.1一2普通连铸和热顶铸造法 普通连铸(oc)法和热顶铸造法中，液体金属的形状依靠水冷结晶器约 束，凝固过程由结晶器的一冷和冷却水的二冷控制，两者的区别在于热顶铸 造法中，结晶器的顶部由耐火保温材料取代[35一36]。 电磁铸造法中，液体金属的形状由电磁力约束，其原理是当电磁感应器 中通入交变电流儿时产生交变电磁场H;同时，与电磁线圈反向的涡流J 流过液体金属表层，J与石湘互作用产生向内的电磁力尸压迫液体金属形成 半悬浮柱体;冷却水在感应器下方喷向铸锭使液体金属凝固，铸机拖动底模 向下运动形成连续铸造过程，如图1一3所示。可见，电磁铸造是一种无模连 续铸造技术。 电磁铸造铝板坯的凝固过程和变形控制研究 电磁铸造是电磁流体力学与铸造工程相结合而产生的一种新颖的铸造技术，是生产优质铝板坯的极有前途的工艺方法。目前，电磁铸造铝板坯要解决其工艺过程稳定性和变形问题。半悬浮金属液柱的高度、形状和稳定性等成型特性的控制是电磁铸造技术的关键。本文根据模糊系统的模糊规则和神经网络的自学习和自适应机制，应用模糊神经网络，处理
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。
9-4[1].方坯连铸电磁搅拌技术应用中的几个重要问题(西宁)
西宁特钢会议 方坯连铸电磁搅拌技术应用中的几个重要问题 毛斌 (中冶连铸北京冶金技术研究院) The Important Problems of Electromagnetic Stirring for Continuous Casting of Billet Mao Bin (Beijing Metallurgical Technology Institute,CCTEC) 我国连铸电磁搅拌技术的发展已有近三十年的历史，目前的现状是：品种钢连铸采用电磁搅拌技术，已成为多数连铸人的共识，电磁搅拌技术的应用也日趋广泛，已成为改善连铸坯质量的重要技术手段；电磁搅拌装置日趋普及，已成为连铸机的常规配置；国产电磁搅拌装置在方坯连铸应用中已占主导地位。应该说，目前我国电磁搅拌技术应用的形势是喜人的！ 但是，在这个大好形势下，不能不看到电磁搅拌的冶金效果还不稳定：有时效果不明显甚或没有效果。究其原因，极大多数还是电磁搅拌装置（含变频电源）性能的问题。这是因为：一是我国电磁搅拌装置的研发还只有近30年的历史；二是我国电磁搅拌装置的制造厂家为数不少，但其技术水平良莠不齐，制造质量参差不一，导致使用厂家应用效果两重天。如果使用厂家不能谨慎地选择搅拌器的型式和制造厂家，容易造成电磁搅拌器上线了且得不到实际效果的尴尬局面。目前已有不少厂家经历了这种局面，甚至推倒重来，教训是深刻的！ 本文针对目前电磁搅拌技术应用中出现的几个重要问题，试图通过对其机理的阐述，期望给电磁搅拌装置制造厂家，特别是使用厂家一定的启示，以使我国电磁搅拌技术的应用能健康发展，更上一层楼！ 1.MEMS在线诊断测试暴露的一些问题 最近两个钢厂MEMS在线诊断测试的案例值得引起各方的注意： ●钢厂甲：在连铸65#钢时使用了MEMS，几个月来，虽经多次调整电磁搅拌工艺参数， 仍不见效果，也曾请教过连铸专家仍不得要领，无奈之下，遂作了MEMS在线诊断测试。 ●钢厂乙：在MEMS在线运行时，当搅拌器起动后，导致结晶器偏摆，为分析导致偏摆的原 因，遂作了MEMS在线诊断测试。 由于两家钢厂现场测试条件和时间的制约，未能按予定测试方案作系统测试，给搅拌装置性能的系统分析带来一定的影响。但两家钢厂MEMS在线诊断的部分结果确实出人意料，究其原因又在意料之中。 表1引录甲乙两家钢厂的MEMS在线诊断测试的部分结果。
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。
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
电磁冶金技术研究新进展
电磁冶金技术研究新进展 随着科技的不断进步，电磁冶金技术作为材料科学和冶金学的重要分支，正在不断刷新人们对金属材料加工和性能的认识。本文将详细介绍电磁冶金技术的基本概念和原理，其在工业、农业、医疗等领域的应用，近年来电磁冶金技术研究的新进展以及未来发展方向和挑战。电磁冶金技术的基本概念和原理 电磁冶金技术是一种利用磁场和电场对金属材料进行处理的方法。通过采用不同的磁场和电场条件，可以控制金属材料的内部结构和性能，以达到优化材料性能的目的。其基本原理包括电磁感应、电磁效应、电磁热效应等多个方面。 电磁冶金技术在各领域的应用 工业领域 在工业领域，电磁冶金技术应用广泛。例如，通过该技术制备的高强度钢材具有良好的塑性和韧性，广泛应用于桥梁、高层建筑等领域。电磁冶金技术还在耐磨、耐腐蚀、超导等方面的材料制备中得到了广泛应用。
农业领域 在农业领域，电磁冶金技术同样具有广泛的应用前景。例如，利用该技术制备的高强度不锈钢制成的农具和农机具具有更好的耐腐蚀性 和使用寿命，可大大提高农业生产效率。 医疗领域 在医疗领域，电磁冶金技术的应用也日益广泛。例如，利用该技术制备的形状记忆合金制成的医疗器械具有很好的生物相容性和机械性能，可在人体内发挥持久的治疗作用。 近年来电磁冶金技术研究的新进展 近年来，随着人工智能、量子计算等技术的不断发展，这些技术与电磁冶金技术的结合也取得了许多突破性进展。例如，通过人工智能技术对电磁冶金过程进行优化控制，可以显著提高材料性能和制备效率。量子计算技术的应用则可以在理论上预测和设计材料的原子级结构 和性能，为新材料的开发提供了强有力的支持。 电磁冶金技术的未来发展方向和挑战 未来，电磁冶金技术将继续向高强度、高韧性、高耐蚀性等方向发展。
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。
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。适合于冷轧钢、弹簧钢、半镇静钢等钢种的浇铸；
电磁感应在冶金工业中的应用
电磁感应在冶金工业中的应用在现代冶金工业中，电磁感应技术被广泛应用于各个环节，从炼铁 到熔炼，从热处理到轧制，都离不开电磁感应的贡献。电磁感应凭借 其快速、高效、安全的特点，为冶金工业的发展和进步提供了有力的 支持。本文将从炉、熔炼、加热和测量等方面，探讨电磁感应在冶金 工业中的应用。 1. 炉的应用 铁炉是冶金工业中最重要的设备之一，而电磁感应技术在铁炉中的 应用则是不可或缺的。通过在铁炉中引入电磁感应技术，可以实现炉 温的精确控制和调节。电磁感应加热将电能直接转化为热能，能够快 速提高炉温，加热均匀。同时，电磁感应还可以通过调节炉内电磁场 的强度和频率，实现对炉温的精确控制。这种高效、精确的炉温控制，不仅提高了生产效率，还降低了能耗和生产成本，对于冶金工业的可 持续发展具有重要意义。 2. 熔炼的应用 电磁感应技术在冶金工业中广泛应用于熔炼过程中的金属、合金和 非金属材料的热处理。通过电磁感应加热，可以实现金属快速熔化和 均匀加热。相比传统的燃烧加热方式，电磁感应加热具有热效率高、 节能环保的显著优势。此外，电磁感应加热还可以在熔炼过程中实现 对金属溶解度、炉渣的形成和排除等参数的控制，提高了产品质量和 生产效率。
3. 加热的应用 冶金工业中的加热过程需要高温和均匀的加热效果，而电磁感应技术正好满足了这一需求。通过在加热设备中引入电磁感应技术，可以实现对金属材料的快速加热和均匀加热。电磁感应加热的特点是加热速度快、能量利用率高，能够显著缩短加热时间，提高生产效率。同时，电磁感应加热还可以避免传统加热方式中的变形和氧化等问题，保证了产品的质量。 4. 测量的应用 电磁感应技术在冶金工业中广泛应用于测量和监测的领域。例如，通过电磁感应传感器可以实时监测金属材料的温度、流变性能、磁性等物理参数，确保生产过程中的控制和安全。此外，在金属的质量检测和无损检测中，电磁感应技术也发挥了重要作用。利用电磁感应原理，可以非接触地检测金属材料中的缺陷和杂质，提高产品的质量和可靠性。 总结起来，电磁感应技术在冶金工业中的应用是多方面的。从炉、熔炼、加热到测量，无论是控制温度、提高效率还是保证产品质量，电磁感应都发挥着独特而重要的作用。随着科技的不断进步和创新，相信电磁感应技术在冶金工业中的应用还将不断拓展和深化，为行业的发展带来新的突破和机遇。
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
电磁技术在金属材料科学与工程中的应用
电磁技术在金属材料科学与工程中的应用 经济社会的不断前进发展也为科学技术的发展提供了强大的动力，而电磁技术也随之得到了极大的发展，并且当前电磁技术不止应用在物理学之中，而且已经广泛应用在工业之中，在金属材料科学与工程中的应用也正在发展优化过程之中。基于此，本文首先分析了电磁技术，再分析了当今电磁技术的发展方向，最后分析了电磁技术在金属材料科学与工程中的应用，以此来供相关人士交流参考。 标签：电磁技术;金属材料科学;工程应用 引言 电磁技术是在物理学基础上发展而来，虽然起步较晚，但是发展非常迅猛，已经应用到了人们生产生活的各个方面，对人们的生产生活产生了不小的影响。目前国内对于电磁技术的应用相比于外国而言更加薄弱，时间更晚，但是其对于科学技术的推动起到了非常重要的作用。 一、电磁技术 电磁技术是是基于电磁热流体力学为理论，而电磁冶金是关于材料制造与冶金的一种新兴的工程学科。电磁冶金通过金属受到的洛仑磁力来对金属的组织结构产生改变，并且对于金属的表面形态以及内部流动的方式也会产生影响。在密闭的环境下，电磁力可以通过非接触的方式进入到金属的内部，使得金属内部的组织性能提高，改善材料的质量，还可以避免金属的氧化。随着电磁技术的发展，电磁流体力学被人们所发现，并将其应用于冶金生产过程中，并在生产发展之中逐步发展出了电磁悬浮熔炼、电磁搅拌等冶金技术，并且还发展到了材料制备过程中，也就是材料电磁过程[1]。 低频电磁铸造技术，简称EMC，是通过电磁感应原理来进行无模型的连续铸造。利用低频铸造技术可以有效使得晶粒细化降低宏观上的偏析，使得铸态力学的性能显著提升，使得铸锭表面更加完善，可以在一定程度上减少铸造时裂纹的产生。一般低频电磁铸造技术的铸锭表面的偏析瘤比较稀少并且表面较为光滑，但是都会有非常浅的竖纹[2]。一般低频电磁铸锭的平均晶粒尺寸都很小且铸锭都是等轴晶组织;在铸造的过程中的形核率就会大大增加，这就使得组织可以更加细小且能够均匀分布。 电磁悬浮熔炼技术，简称EML，通过线圈的交变电流来产生电磁场，这样就可以产生感应电流，感应电流在空间之中可以产生电磁力使得金属可以悬浮在空间中，同时感应电流还可以对金属进行加热熔化，对其进行过热熔炼等等。电磁悬浮熔炼技术在进行加热熔化和凝固时，都不会触碰到熔炉的内壁，这可以使得熔炉内部更加清洁，避免受到污染，同时也可以增大熔炉的熔化量。合金元素与金属粉末在烧结成为试样以后，利用电磁作用可以使得熔化的各种材料得到充
电磁技术在金属材料科学与工程中的应用
电磁技术在金属材料科学与工程中的应 用 摘要：电磁技术是一项覆盖范围广、应用范围广的重要技术。电磁效应是自 然界广泛存在的一种重要资源。将电磁学、工程学与材料领域相结合，可以提高 材料工作的研究方向，提高材料的性能和结构。在新材料领域，电磁技术的应用 相对较晚，但发展势头良好，投入应用的场景较多，已成为广泛灵活应用、技术 手段多样、多学科融合的研究领域。 关键词：电磁技术；金属材料科学与工程；应用 1电磁技术在金属材料科学与工程中的应用方式 1.1 电磁铸造 电磁铸造技术最早出现在1960年代,它使用电磁力产生的单匝水冷铜线圈电 磁感应器,形成一个电磁场,支持和牵引的金属熔化和形状根据金属铸造的实际需要。在此过程中，几乎不与金属熔体接触模具，可以延长模具使用寿命，技术操 作简单，铸造效率高，坯料质量更好。在电磁铸造过程中，接通交流电后，电感 器会产生交变磁场，将金属熔体放入其中。液态金属在感应涡流的作用下冷却凝固，形成铸件。在此过程中，液态金属受到电磁力的牵引束缚，不与传感器接触，可避免组件偏析，保证晶粒细小，组织均匀，铸件光滑。 电磁铸造技术至今仍广泛应用于金属材料的铸造和加工。随着技术的发展， 电磁铸造的生产工艺有了进一步的提高，机械化、自动化程度有了明显的提高。 电磁连铸技术的应用，进一步提高了金属连铸率和铸件质量。在电磁连铸过程中，采用了软接触结晶器和电感器。在电磁力和模具的共同作用下，可降低液态金属 与模具的接触压力和振动摩擦，保证渗流顺畅，保证坯料表面质量及其内部质量。电感线圈匝数、电感位置和电源是影响结晶器磁场分布的主要因素，直接关系到
电磁铸造的质量，应根据电磁连铸的需要合理调节。随着电磁铸造基础的发展和 创新，金属铸造缺陷将逐步得到改善，铸件的性能和质量将得到显著提高。 1.2 电磁搅拌 电磁搅拌是使用电磁感应产生的力量,改变形式的液态金属,与人工搅拌相比,电磁搅拌可以使液态金属来实现所需的形式,对连铸坯成型效果更好,然后提高金 属纯度,降低组件隔离。在电磁搅拌,一般使用模具电磁搅拌器,通入交流电(ac)、磁场和感应电流的相互作用下,形成铸件轴的旋转磁场,金属核心驱动力,使其旋转,产生离心力在液体金属,能隔离金属液中的夹杂物和气泡，避免出现在金属铸 件表面和皮下，确保铸件表面光滑。沿凝固前沿的剪切力能产生清洁作用，去除 金属液中的夹杂物和气泡，保证坯壳的均匀性，有效避免裂纹的发生。在热的作 用下，对部分游离晶粒进行了重熔，改善了热区的位置，降低了过热度，有利于 铸件芯的质量。根据金属铸造的实际需要，采用变频器通过微处理器控制电流和 频率。电磁搅拌还应广泛应用于二次冷却区电磁搅拌和凝固末期电磁搅拌。根据 电磁铸造的实际需要，合理选择电磁搅拌工艺，科学结合，减少偏析、中心疏松 等问题，提高坯料质量。 多级组合搅拌是电磁搅拌工艺的一种新思路。它一般用于高碳钢和高合金钢，可以减少高拉拔速度和高过热度的影响，避免中心偏析的发生。在多级组合搅拌 过程中，晶核、合金元素和夹杂物均匀强，便于有效控制凝固过程，提高金属铸 件质量。电磁搅拌是提高钢坯质量的重要工艺。电磁搅拌过程中，需要与冶金机 理有机结合，在保证铸造机安全稳定运行的基础上应用，并对连铸工艺进行优化，工艺设计合理，从而得到更多高质量的金属铸件。 1.3 电磁制动 电磁制动技术的应用是为了有效地解决金属铸造过程中的滚渣问题。直流电 磁制动器的应用,形成稳定的磁场的方向垂直于金属液体流动过程将产生感应电流,磁场与洛伦兹力,和金属液体流动的方向是相反的,可以有效地延缓金属液体 的流动速度,起到刹车作用。过程中磁场强度决定了制动力的大小,可以有效地控制,从而间接控制液态金属流动速度,液态金属在铸造过程中可以避免由喷气速度