连铸电磁搅拌
(完整版)连铸电磁搅拌研究
2. 该电流与磁场相互作用产生电磁力(F)： F= I B 电磁力作用在金属熔体上，从而驱动金属熔体运动。
电磁搅拌的工作原理（旋转电磁搅拌）
iA(t)=Imsint iB(t)=Imsin(t -120o) iC(t)=Imsin (t + 120o)
两相区凝固模型固液界面前沿流动对晶体形态的影响
旋转钢液碰到结晶器壁或初始 凝固坯壳后，形成上下两股分 流，即二次流场；
搅拌作用越强，影响区域越大 。向上流场可到达弯月面，向 下流场可以直达结晶器出口；
影响区域大小取决于钢液的搅 拌速度。
电磁搅拌的工作原理
电磁搅拌扩大等轴晶区示意图
电磁搅拌可通过流动金属液 对树枝晶前端的动力折断及 熔蚀作用造成大量枝晶碎片 供作晶核；
电磁搅拌的工作原理（旋转电磁搅拌）
电磁搅拌器的结构
凸极式
圆环形轭铁上嵌有六个凸极 铜扁线绕制（外冷） 每个凸极上套一个O形绕组 冷却不均匀且有死角； 冷却水量大；冷却 效果差；制作较简单；体积较小；成本较 低；使用寿命较短
环形式
一圈环形轭铁；铜管绕制（内冷） 12个绕组全部套在轭铁上（克兰姆绕组） 冷却均匀无死角；冷却水量小；冷却效果 好；制作较复杂；体积稍大；成本较高； 寿命较长
器；奥地利进行了结晶器工频旋转电磁搅拌的工业试验。 1973年，法国SAFE厂，在方坯连铸机采用电磁搅拌技术。 1979年，法国采用新型搅拌辊，进行板坯连铸电磁搅拌。 1982年，英国人首次提出MHD在冶金中应用的明确概念。 1985年，ISIJ把MHD在冶金中的应用称为电磁冶金。 1989年，电磁冶金改称为材料电磁加工(EPM)。 1990‘s，电磁搅拌技术日趋成熟，在大、小方坯，圆坯和板坯
1连铸与电磁搅拌理论
1 连铸与电磁搅拌理论随着用户对钢材质量提出越来越高的要求，使得提高铸坯质量成为连铸生产中的首要问题。
铸坯内部质量在很大程度上取决于铸坯内部是否呈现均匀而致密的等轴晶凝固组织。
但是在连铸坯实际凝固过程中，由于钢水冷却速度很快，造成铸坯凝固时柱状晶的发展，往往产生“搭桥”现象，带来缩孔偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷。
由于电磁场的作用具有非接触的特点，特别适合于高温钢水这种特殊场合，连铸机的电磁搅拌(electromagnetic stirring:ems)技术随之应运而生，它可以显著改善铸坯质量，因此在国内外受到高度重视并得到快速发展与广泛应用。
目前，炼钢厂连铸机电磁搅拌装置已经成为冶炼高性能品种钢水必不可少的设备。
电磁搅拌的工作原理基于电磁感应定律，载流导体处于磁场中就要受到电磁力的作用而发生运动。
就此而言，电磁搅拌的工作原理和异步电机相同, 搅拌器相当于电机的定子，钢水相当于电机的转子。
由电磁搅拌器的线圈绕组产生旋转磁场，在导电的钢水中产生感应电流,感应电流与磁场作用产生电磁力,对钢水起到了搅拌作用。
连铸电磁搅拌的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力来强化钢水的运动。
带有电磁搅拌器的结晶器结构形式如图1所示。
2 电磁搅拌对电源的特殊要求电磁搅拌系统由两大部分组成:电磁搅拌器和变频电源。
钢水之所以能被搅拌，是由于搅拌器线圈激发的交变磁场穿透到铸坯的钢水内，在其中产生感应电流，感应电流与磁场相互作用产生电磁力，电磁力作用在钢水体积元上，从而推动钢水运动。
其中感生电磁力与电流强度的平方成正比。
电流越大，中心磁感应强度越高。
一般情况下，结晶区电磁搅拌器要求中心磁感应强度幅值＞500gs;为保证达到磁感应强度要求，必须要有足够大的电流。
这就要求变频电源必须能够长时间提供大电流，通常要在达到400a以上。
电磁搅拌器作用在钢水中的电磁力和钢水搅拌的速度不仅与电流强度有关，而且受电源频率的影响很大。
频率的选择主要和结晶器铜管的导磁率、厚度、断面等因素密切相关，它们不仅影响最大电磁力的量值，选择不当还会弱化搅拌功率。
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。
l连铸电磁搅拌器标准 -回复
l连铸电磁搅拌器标准-回复电磁搅拌器（electromagnetic stirring, EMS）是一种通过电磁力来搅动液体或半固体材料的设备。
它广泛应用于熔化金属、混合化学物质、均匀化液体温度等领域。
本文将以连铸电磁搅拌器为主题，详细介绍其标准、工作原理以及应用。
连铸电磁搅拌器是一种特殊的电磁搅拌器，主要用于连续铸造过程中铸坯的搅拌和液态金属的混合。
连铸电磁搅拌器标准主要包括以下几个方面。
首先，外观标准。
连铸电磁搅拌器应具备外观整洁、无划痕、无磨损、无明显变形等特点。
标准要求其外壳应采用耐腐蚀、防尘防水材料制成，表面应进行防锈处理。
同时，搅拌器应具备结构紧凑、实用美观的特点。
其次，安装标准。
连铸电磁搅拌器的安装应符合一定的标准要求。
首先，要确保搅拌器的安装位置与铸造机具有足够的空间，以方便操作和维护。
其次，搅拌器与铸造机的连接部分应牢固可靠，无松动和漏电的情况。
此外，也需要对搅拌器进行接地处理，以确保工作安全。
再次，性能标准。
连铸电磁搅拌器的性能是评判其质量好坏的重要指标之一。
标准要求其工作效率高，搅拌效果好，并且具备稳定可靠的特点。
此外，搅拌器还应具备电流输出稳定、噪声低、能耗低等特点，以满足连续铸造过程的需求。
接下来，工作原理。
连铸电磁搅拌器主要通过电磁力来实现搅拌。
它通常由搅拌器本体、电源系统、控制系统等组成。
电源系统主要提供搅拌器所需的电流和电压，控制系统则控制搅拌器的工作状态。
当电流通过搅拌器时，会产生强大的磁场，将磁力传递给液态金属，从而实现对其的搅拌和混合。
最后，应用领域。
连铸电磁搅拌器在连续铸造过程中具有广泛的应用。
首先，它可以提高铸坯的质量，通过搅拌使铸坯中的夹杂物得到有效的分散，减少铸坯中的氢气含量，提高铸坯的均匀性和致密性。
其次，连铸电磁搅拌器还可以改善铸坯的物理性能，如减少金属的晶格缺陷，提高晶粒的细度，提高铸坯的力学性能。
此外，它还可以提高铸坯的表面质量，减少铸坯的表面缺陷。
连续铸钢与电磁搅拌技术
F-EMS安装位置示意图
国外凝固末端位置的确定
公司 Concast
1）180mm方 坯：液芯厚 度约为30～ 40mm； 2）240mm方 坯：液芯厚 度约为50～ 70mm
日本大同特钢
韩国 浦项
日本神户 制钢
含C=0.6%的 钢种，当液相 穴和铸坯断面 之比小于0.2 或粥状区中固 相分率在 0.1～0.2时进 行搅拌
方坯常见
与铸坯脱方有关
表面质量
表面横裂纹（角部横裂纹）
含AL高的钢种和含Nb、Cu、Ni、N等微量元素 的钢种
在钢的第三脆性区（600-900℃），沿粗大的 奥氏体晶界有AlN、BN等化合物析出 经常发生在振痕的波谷处，波谷中充填有保 护渣，此处冷却速度降低，凝固组织粗大，坯 壳强度低 结晶器锥度过大，振动参数不当，拉速不稳 定，二冷区铸坯冷却不均匀
A、电磁搅拌作用机理必须与冶金机理相结合，才能产生良好的冶金效果。
B、在采用电磁搅拌技术的同时，必须使铸机保持良好的运行状态。
C、在采用电磁搅拌技术的同时，仍须优化连铸工艺技术，如钢水洁净度控制、 过热度的控制、液面自动控制等。 D、电磁搅拌器具有良好的工艺设计。
3）影响电磁搅拌技术冶金效果的因素很多，只有在优化连铸 工艺技术和电磁搅拌工艺设计的前提下，才能保证该项技术 的最佳应用效果。
时多用较大断面的原因。
立式、立弯式连铸机
弧形连铸机
凝固组织对称
凝固组织不对称 外弧侧等轴晶比率大于内弧侧
100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 190A 220A 190A 220A 190A 220A
l连铸电磁搅拌器标准
连铸电磁搅拌器标准
一、设备安全要求
1. 电磁搅拌器应符合国家相关安全标准，具备完整的安全认证文件。
2. 设备应具有可靠的接地措施，确保操作人员和设备安全。
3. 设备应配备必要的安全保护装置，如过载保护、短路保护等。
4. 设备应具备安全警示标识，明确安全操作规程。
二、设备性能要求
1. 电磁搅拌器应具有稳定的性能，能够实现连续、高效的搅拌效果。
2. 设备的功率和电流应符合工艺要求，确保连铸过程中的金属液均匀性和稳定性。
3. 设备应具备快速响应能力，适应连铸过程中快速变化的生产需求。
4. 设备应具有良好的耐高温、耐腐蚀性能，适应连铸现场的恶劣环境。
三、设备安装要求
1. 电磁搅拌器安装位置应合理选择，便于操作和维护，同时避免对周围设备和人员造成影响。
2. 设备安装时应保证水平度，确保稳定运行和提高搅拌效果。
3. 安装过程中应遵守相关电气安全规范，确保人员和设备安全。
4. 安装完成后，应进行全面检查，确保设备正常运转。
四、设备调试要求
1. 调试前应对设备进行全面检查，确保各部件完好无损。
2. 根据工艺要求调整设备的各项参数，如电流、频率等，以达到最佳搅拌效果。
3. 在调试过程中，应对设备的稳定性和可靠性进行检测，确保连续生产的顺利进行。
4. 调试完成后，应填写设备调试报告，记录调试过程中的问题和处理方法。
五、设备维护要求
1. 定期对电磁搅拌器进行检查和维护，确保设备正常运行和使用寿命。
2. 对于易损件和关键部件，应定期更换或维修，防止设备故障影响生产。
l连铸电磁搅拌器标准 -回复
l连铸电磁搅拌器标准-回复什么是连铸电磁搅拌器?连铸电磁搅拌器是一种应用电磁原理的金属连铸设备，用于提高连铸坯的质量和均匀度。
它通过在液态金属中施加电磁力来搅拌金属流动，使得熔融金属的组织更加均匀，非金属夹杂物被搅至铸坯表面，从而提高产品的质量。
连铸电磁搅拌器的原理是什么？连铸电磁搅拌器通过在导体线圈中通电产生的磁场来实现搅拌作用。
当电流通过导体线圈时，产生的磁场作用于熔融金属中的电流，从而产生电磁力。
电磁力可以搅动液态金属的流动，并改变其流动方式和速度，使熔融金属更均匀地分布在整个连铸结晶过程中。
连铸电磁搅拌器有哪些优势？1. 提高产品质量：连铸电磁搅拌器能够将熔融金属中的夹杂物、气泡和其他不均匀物质搅至铸坯表面，从而减少铸坯中的缺陷和气孔，提高产品的质量。
2. 增加连铸速度：连铸电磁搅拌器可以提高铸机的冷却功能，减少结晶过程中的温度梯度，从而使连铸速度得到提升。
3. 降低能耗：相比传统的机械搅拌方法，连铸电磁搅拌器可以在搅拌效果相当的情况下节约能源，减少设备的运行成本。
4. 减少工艺调整时间：连铸电磁搅拌器能够在连铸过程中实时调节搅拌强度和位置，从而减少停机调整的时间，提高生产效率。
5. 便于自动化控制：连铸电磁搅拌器可以与自动化控制系统配合使用，实现连铸过程的智能化和自动化，提高生产线的管理和控制水平。
连铸电磁搅拌器的使用注意事项：1. 导体线圈的选择和布置应根据具体连铸设备的特点和要求来确定，确保搅拌力的均匀分布和合适大小。
2. 连铸电磁搅拌器应视具体生产情况进行调整，在不同的连铸条件下，合理选择搅拌强度、频率和时间，以达到最佳的搅拌效果。
3. 在连铸电磁搅拌器工作过程中，应定期检查设备的工作状态、散热情况和线圈的磨损程度，及时进行维护和更换。
4. 连铸电磁搅拌器的使用应严格按照操作规程进行，操作人员需要经过专业培训，熟悉设备的操作方法和安全注意事项。
总结：连铸电磁搅拌器是一种先进的连铸设备，采用电磁搅拌原理，可以提高产品的质量和均匀度，同时增加连铸速度，降低能耗，减少工艺调整时间，并便于自动化控制。
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。
方坯连铸电磁搅拌器使用说明书1
1概述1.1 主要用途及适用范围冶金连铸电磁搅拌器是应用在冶金连铸中，借助电磁力强化铸坯内未凝固钢水运动，来改变凝固过程的流动、传热和传质条件，达到改善铸坯质量的目的。
1.2 电磁搅拌的基本特点1.2.1不接触性借助电磁感应实现能量的无接触转换，因而不和钢水接触就能将电磁能转换成钢水的动能。
1.2.2 可控制性由于感应器激发的磁场可以人为的控制，进而电磁力可以人为控制，因此可以人为地控制钢水的流动形态。
其参数也易于调节，且调节范围较宽，可以适合不同断面和钢种的需要。
1.2.3低效率性由于EMS和铸坯之间的电磁气隙较大，漏磁严重，感应器激发的磁场只有小部分到达铸坯内的钢水中，对钢水起搅拌作用，因此搅拌器效率和功率因数较低。
2 产品型号及其含义磁搅拌工作原理就交流感应而言和普通异步电动机相类似，基于两个基本定律：电磁感应和载（电）流导体与磁场相互作用，即当钢水处于交变磁场B中，由于磁场以一定速度V切割钢水，就在其中感应起电流：J =σe =σ（V×B）式中：J ——电流密度；σ——钢水导电率；e ——感应电势V ——磁场运动速度；B ——磁感应强度。
该电流J与当地磁场B相互作用产生电磁力：F = J×B式中：F ——电磁力；J ——电流密度；B ——磁感应强度。
电磁力是体积力，作用在钢水每个体积元上，从而驱动钢水运动。
方坯电磁搅拌器（EMS）在通以三相电源时，EMS内的感应器便会产生旋转磁场，作用于铸坯，磁场为一对极性，这样垂直穿过铸坯的磁场分量最大，根据电磁场理论，只有垂直穿过铸坯的磁场才能对铸坯内的钢液产生推力。
为此，EMS内部连线已在制造厂接好，用户只需把三相电源连接到EMS三根接线柱上即可。
4.1 主要参数4.2 结构FLDJW830/1270—660结晶器外EMS结构（见附图），主要是由壳体和感应器两部分组成，壳体是由非磁性耐热不锈钢焊接而成，感应器是由铁芯和线圈组成并装在壳体内。
重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟及应用研究的开题报告
重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟及应用研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着钢铁制造工艺的不断更新与发展，连铸技术已经成为制造优质钢铁的重要手段之一。
在连铸过程中，结晶器起着至关重要的作用，它直接关系到钢坯的质量及产品性能。
因此，如何优化连铸结晶器的工艺参数，提高结晶器温度场的均匀性和结晶器内流场的稳定性，是当今钢铁行业需要解决的重要问题。
电磁搅拌技术是一种通过施加电磁力对流体进行搅拌的方法，可以显著改善熔体流动状态，使其温度分布均匀，同时消除流动中产生的气泡、夹杂物等缺陷，提高钢坯的质量。
因此，在连铸结晶器中应用电磁搅拌技术，可以有效改进结晶器内流场的稳定性与均匀性。
本研究拟采用数值模拟方法，研究重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌技术在结晶器内流场变化中的作用，分析电磁搅拌参数对结晶器温度分布的影响，探讨电磁搅拌技术在提高钢坯质量、优化结晶器工艺参数方面的应用前景。
二、研究内容1.建立重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模型2.对比分析结晶器内流场变化及温度分布的差异3.优化结晶器电磁搅拌工艺参数4.探究电磁搅拌技术在提高连铸钢坯质量中的应用三、研究方法和技术路线本研究采用数值模拟方法，建立重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模型；利用Fluent软件对结晶器内流场变化和温度分布进行数值模拟，并对不同电磁搅拌参数下的结晶器内流场和温度场进行对比分析；通过优化结晶器电磁搅拌工艺参数，提高连铸钢坯的质量，增加产量。
同时，通过理论分析，探究电磁搅拌技术在钢铁制造过程中的应用前景。
四、预期成果1.建立重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模型2.分析电磁搅拌参数对结晶器内温度分布和流场的影响3.探讨电磁搅拌技术在提高连铸钢坯质量的应用前景4.撰写1篇学术论文，撰写1份实验报告五、研究进度安排第1-2周：文献调研及相关技术知识学习第3-4周：建立数值模型、进行参数选择与网格划分第5-6周：对结晶器内流场和温度场进行数值模拟，并进行数据分析第7-8周：对比分析不同电磁搅拌参数下的结晶器内温度分布和流场的差异第9-10周：优化电磁搅拌工艺参数，并进行实验验证第11-12周：分析实验结果并进行讨论第13周：完成实验报告第14-15周：撰写学术论文六、预计存在的问题及解决方法可能存在的问题：数值模拟的结果与实验结果存在差异。
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。
高碳钢连铸结晶器和凝固末端组合电磁搅拌技术
高碳钢连铸结晶器和凝固末端组合电磁搅拌技术一、方坯连铸电磁搅拌技术的基本知识连铸是铸坯在强制冷却下在其运动过程中具有很长液相穴的凝固过程，它受钢水对流运动和传热两个基本物理现象所控制。
液相穴内钢水对流运动对消除过热度、凝固组织和成份偏析有重大的影响。
而钢水对流的驱动力来自注流的动能和外力，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，而后者的影响比前者强得多。
电磁搅拌的实质简单地说是借助在铸坯的液相穴内感生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，对改善铸坯质量起了重大的作用，成为连铸技术的重要一环。
1.1电磁搅拌的意义连铸使用电磁搅拌技术的意义在于：①改善铸坯表面、皮下和内部质量，如：●减少表面和皮下的气孔、针孔、夹杂物和表面裂纹；●减少中心偏析、V形偏析；●减少中心疏松、缩孔和内裂；②放宽连铸工艺条件，如：●过热度；●铸机对中要求；③扩大连铸钢种，如●沸腾钢；●易切钢；●轴承钢和滚珠钢；1.2电磁搅拌的模式①结晶器电磁搅拌（MoldEMS：MEMS）●结晶器区域内电磁搅拌（MEMS）：采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。
●跨于结晶器和足辊的电磁搅拌器（M-IEMS）：采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。
②铸流电磁搅拌器(StrandEMS：SEMS)●结晶器下口电磁搅拌器(SubMoldEMS：SMEMS)：采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。
●足辊下电磁搅拌(IntinialEMS：IEMS)：通常采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。
●二冷区电磁搅拌(SecodaryCoolingZoneEMS：SEMS):采用旋转磁场搅拌器或行波磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动或直线运动。
在改善白亮带缺陷上，后者比前者好。
③凝固末端电磁搅拌(FinilSolidificationZone：FEMS)通常采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。
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。
连铸电磁搅拌
强力流动还可加速传质，使 凝固前沿扩散边界层减薄而 浓度梯度增大，两相区成分 过冷增加，有利于等轴晶的 发展。
电磁搅拌的工作原理
电磁搅拌引起的熔体强烈流
初生枝晶 枝晶臂碎片
动可以打断或弯曲枝晶臂。
部分枝晶碎片将作为金属液
枝晶重熔
柱状晶发展
电磁搅拌的工作原理
1. 电磁搅拌的机械效应
1) 可以促进壁面处结晶的形成和游离，增加晶核数量； 2) 当搅拌强度较小时（层流），树枝晶会迎着流动方向倾斜 3) 在较强的电磁搅拌作用下，钢液冲刷速度加大，凝固前沿
不光滑，强制对流流动呈紊流状态，树枝晶受到很大抑制 ；一部分不仅可以切断及熔蚀柱状晶的晶臂，形成大量的 枝晶碎片充当等轴晶的晶核，使晶粒成倍增长，从而有利 于凝固组织中晶粒的细化。另一部分在糊状区，形成灌木 丛状。
旋转钢液碰到结晶器壁或初始 凝固坯壳后，形成上下两股分 流，即二次流场；
搅拌作用越强，影响区域越大 。向上流场可到达弯月面，向 下流场可以直达结晶器出口；
影响区域大小取决于钢液的搅 拌速度。
电磁搅拌的工作原理
电磁搅拌扩大等轴晶区示意图
电磁搅拌可通过流动金属液 对树枝晶前端的动力折断及 熔蚀作用造成大量枝晶碎片 供作晶核；
t = 0o
t =90o
t = 180o
通电线圈合成磁场的磁极分布
电磁搅拌的工作原理（旋转电磁搅拌）
液态金属旋转运动的特点要体现在对凝固界面
前沿的冲刷，这种冲刷作用影响了液态金属凝固过程的传热、
传质及最终的凝固组织。
电磁搅拌液态金属运动速度分布
机械搅拌液态金属运动速度分布
连铸应用，同时新的电磁搅拌技术不断地被开发和应用。 。。。
连铸电磁搅拌
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
(2) 线性电磁搅拌器
原理： 线性搅拌器则相当于直线电动机，即定子铁芯上的绕组通交 流电，在磁极间激发行波磁场，行波磁场在铸坯钢液内产生感应电流， 从而在铸坯内产生电磁力矩，形成线性搅拌。一般地，线性电磁搅拌的 行波磁场方向平行于铸坯的宽面方向。
2.1 连铸过程电磁搅拌技术简介
在钢的连铸过程中，电磁搅拌因其具有不接触钢液而 在钢液中产生搅拌作用的优点，成为继浸入式水口、保护 浇注等之后最重要发展的连铸技术之一，受到广泛的关注 和应用。
连铸电磁搅拌技术是指在连铸过程中，通过在连铸机的 不同位置处安装不同型式的电磁搅拌，利用所产生的电磁 力强化铸坯内钢液的流动，从而改善钢液凝固过程中的流 动、传热和传质条件，以改善连铸坯质量的电磁冶金技术。
辊式搅拌器外观
三环式
双蝶式
。
2.4 连铸过程电磁搅拌的冶金作用
连铸过程电磁搅拌对铸坯质量产生以下影响：
• 铸坯内部质量和均质性的改善; • 铸坯表面及皮下质量的改善; • 减轻中心偏析;如下图，有三种绕线方式，分别为迭绕式、凸极形 、套圈形。
迭绕式电磁搅拌器图
凸极形电磁搅拌器
套圈形电磁搅拌器
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
(2) 线性电磁搅拌器
用于板坯连铸二冷搅拌的线性 搅拌器通常有辊内、辊后和辊间等 不同安装位置，如下图，辊式搅拌 器的外观如右图(上)，搅拌形式有 三环式和双蝶式两种，如右图(下)。
M-EMS S-EMS F-EMS
组合搅拌
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
(1) 旋转磁场式电磁搅拌器
原理： 旋转磁场式电磁搅拌器的工作原理类似于交流电动机。 通三相交流电（有时采用两相供电），在磁极间产生旋转磁场，旋 转磁场在铸坯钢液内产生感应电流，进而在钢液内产生旋转力矩， 使钢液产生旋转运动。
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。
连铸电磁搅拌的作用
连铸电磁搅拌是一种应用于连铸过程中的一种技术，它通过在铸模中加入电磁感应线圈，利用电磁场对流体金属进行搅拌和剪切，从而改善了铸坯的组织和性能。
连铸电磁搅拌的主要作用有以下几个方面：
1. 改善铸坯均匀性：在非均匀冷却和凝固条件下，熔体中的包含气泡、夹杂物和浮渣等杂质会聚集在坯内部的某些位置，导致铸坯不均匀。
电磁搅拌可以有效地打破熔体表面张力，促进熔体的混合和扩散，使得坯内的气泡、夹杂物和浮渣分布更均匀，从而改善铸坯的质量。
2. 促进晶粒细化：在铸造过程中，熔体的流动状态对晶粒的形成和生长具有重要影响。
电磁搅拌可以产生流体的强剪切力和涡流，使得熔体进行快速混合，从而促进晶粒的细化和均匀分布。
3. 改善铸坯中的偏析：熔体在凝固过程中往往存在着组分偏离的现象，这导致铸坯中某些部位组成不均匀。
电磁搅拌可以加快熔体的混合速度，减少组分的偏析，改善铸坯的组织和均匀性。
4. 提高产品质量：连铸电磁搅拌技术可以改善铸坯的组织和性能，使得产品的质量得到提高。
同时，它还可以降低生产成本，提高生产效率，是一种非常有价值的先进铸造技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.2 连铸过程电磁搅拌的分类
(1) 按磁场的激发机理分类
旋转搅拌：主要用于方、圆坯 线性搅拌：主要用于板坯 螺旋搅拌：是前两者的结合体，主要用于方、圆坯
旋转搅拌
Hale Waihona Puke 线性搅拌螺旋搅拌2.2 连铸过程电磁搅拌的分类
(2) 按安装位置分类
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) 组合搅拌
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
(2) 线性电磁搅拌器
原理： 线性搅拌器则相当于直线电动机，即定子铁芯上的绕组通交 流电，在磁极间激发行波磁场，行波磁场在铸坯钢液内产生感应电流， 从而在铸坯内产生电磁力矩，形成线性搅拌。一般地，线性电磁搅拌的 行波磁场方向平行于铸坯的宽面方向。 结构：如下图，有三种绕线方式，分别为迭绕式、凸极形 、套圈形。
2 连铸过程电磁搅拌技术
2.1 连铸过程电磁搅拌技术简介 2.2 连铸过程电磁搅拌器、的分类
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
2.4 连铸过程电磁搅拌的冶金作用
2.1 连铸过程电磁搅拌技术简介
在钢的连铸过程中，电磁搅拌因其具有不接触钢液而 在钢液中产生搅拌作用的优点，成为继浸入式水口、保护 浇注等之后最重要发展的连铸技术之一，受到广泛的关注 和应用。 连铸电磁搅拌技术是指在连铸过程中，通过在连铸机 的不同位置处安装不同型式的电磁搅拌，利用所产生的电 磁力强化铸坯内钢液的流动，从而改善钢液凝固过程中的 流动、传热和传质条件，以改善连铸坯质量的电磁冶金技 术。
迭绕式电磁搅拌器图
凸极形电磁搅拌器
套圈形电磁搅拌器
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
(2) 线性电磁搅拌器
用于板坯连铸二冷搅拌的线性 搅拌器通常有辊内、辊后和辊间等 不同安装位置，如下图，辊式搅拌 器的外观如右图(上)，搅拌形式有 三环式和双蝶式两种，如右图(下)。
辊式搅拌器外观
。
三环式
双蝶式
2.4 连铸过程电磁搅拌的冶金作用
M-EMS
S-EMS
F-EMS
组合搅拌
2.3 电磁搅拌器的结构及原理
(1) 旋转磁场式电磁搅拌器
原理： 旋转磁场式电磁搅拌器的工作原理类似于交流电动机。 通三相交流电（有时采用两相供电），在磁极间产生旋转磁场，旋 转磁场在铸坯钢液内产生感应电流，进而在钢液内产生旋转力矩， 使钢液产生旋转运动。 结构：如下图
连铸过程电磁搅拌对铸坯质量产生以下影响：
• • • • 铸坯内部质量和均质性的改善; 铸坯表面及皮下质量的改善; 减轻中心偏析; 铸坯“白亮带”现象的产生.