电磁连铸技术的应用及发展
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第 ３ 卷 第 ４期 ３ 河北理工大学学报 （ 然科学版） 自 ２ １ 年 ｌ 月 Ｊｕｎ ｌ ｆ ｂｉ ｏｙｅｈ ｉ Ｕｎｖｒｉ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ ０ １ １ ｏ ｒａ ｅ Ｐ ｌｔｃｎｃ ｉｅｓｙ（ ａｕ ｌ ｃｅ ｅＥ ｉｏ ） ｏ Ｈｅ ｔ ｒ ｎ ｉ
河北 理工 大学学 报 （ 自然 科学 版 ）
第３ ３卷
前面三种电磁搅拌具有各 自的用途和特点 ，Ｍ技术即是综合运用以上三种技术或其 中的两种 ， Ｋ 可在大
范围内获得微细等轴晶带的同时， 实现改善中心偏析的 目的。
（） ５ 跨结晶器电磁搅拌 跨结晶器电磁搅拌与普通电磁搅拌的安装位置有很大的区别 ， 它安装在结晶器水套外边跨于结晶器与
（ ） 固末端电磁搅拌（ ．Ｍ ） ３凝 ＦＥ Ｓ 般在浇注对碳偏析有严格要求的含碳高 的钢种时采用 ， 为保证搅拌效果 ， 其安装位置要靠近凝固末
一
端， 一般在液芯直径为 ６ ８ｍ ０～ ０ ｍ处为佳 ， 并允许调节。 （） ４ 组合式 电磁搅拌（ Ｍ技术） Ｋ
收稿 日期 ：０ １ １１ ２ １－ — ０ ２
足辊之间。跨结晶器电磁搅拌是一种较少见的搅拌形式 ， 国内只有少数钢厂从德国引进 ， 其磁场分布、 磁感
应强度 、 电磁搅拌力、 钢液的旋转、 流动都与 Ｍ Ｅ Ｓ ＳＥ Ｓ —Ｍ 或 －Ｍ 不同。这种搅拌形式从布置上看 ， 兼有 Ｍ—Ｍ ＥＳ 和Ｓ Ｍ － Ｓ的双重作用 ， Ｅ 在包钢的实际生产中跨结 晶器 电磁搅拌对改善铸坯 中心疏松和 中心偏析， 作用非常
Ｖ １ ３ ｏ４ ｏ ３ Ｎ ． ． Ｎ ｖ２ １ ｏ．０ １
文章编 号 ：６ ４ ２ ２ ２ １ ）４ ０ ９ ５ １７ － ６ （ ０ １ ０ － ３ － ０ ０ ０
电磁 连铸 技 术 的应 用及 发 展
陈伟 ， 王琛
（ 河北 联合大学 冶金与能源学院 ， 河北 唐山 ０３ ０ ） ６ ０ ９
明显 ， 重轨钢大方坯的中心碳偏析系数平均只有 １ １ ， ．５ 等轴晶率达到 ４ ％ 一 １ ， ５ ７％ 显微疏松得到明显改善。
与 Ｍ Ｍ Ｓ Ｍ Ｅ Ｓ ＳＥ Ｓ ＦＥ Ｓ — Ｅ 和 ．Ｍ ＋ －Ｍ ＋ －Ｍ 组合搅拌相 比， 包钢采用跨结 晶器 电磁搅拌这种特殊形式 ， 对大方坯 质量改善效果还是相当理想的… 。 张桂芳、 陈永 １ ４进行了结晶器电磁搅拌 电流对大方坯 内部质量影响的实验研究 ； 龚志翔、 陈刚等 试 验和分析了结晶器电磁搅拌对 ０６ ．％Ｃ钢 ￣ ５ ｍ Ｉ ０ ｍ连铸 圆坯的中心等轴晶区比率 ， 、 ￣ ４ 碳 硫偏析 ， 疏松和非金 属夹杂物数量、 大小和分布的影响， 结果表明经 ４０ ５ Ａ电磁搅拌后圆铸坯平均中心等轴晶的比率由未经 电磁 搅拌的 ７６ ．％提高到 ５ ．％ ， ８ １ 碳偏析指数 由 １１ ． 降至 １０ ， ．３ 硫偏析指数 由 １ １ ．５降至 １Ｏ ， ．９ 圆铸坯平均氧含
器内磁通密度 的 １８ ， ． 倍 在结晶器内部产生的电磁力是普通结晶器的 ３４ 。但该结晶器存在两种不同材 ．倍 质处平滑衔接 的困难 ， 由于热物性的差异 ， 在高温热应力冲击下 ， 容易给铸坯带来严重缺陷。
１ ．
，
ｌ
—— ： 一 ： ＝
二＝＝ 一誓 ＝一
（ ） 晶器要有 良好的冷却效果 ， ３结 保证铸坯得到足够的冷却强度 ， 以免发生铸坯变形和拉漏事故。 因此 目 前软接触 电磁连铸结晶器有以下两种 ： （） １ 割缝式软接触 电磁连铸结晶器 软接触电磁连铸施加的是高频电磁场 ， 为使高频磁场得以穿透结晶器壁 ， 在结晶器壁沿铸坯方向上设有 割缝¨ 使电磁场穿透结 晶器直接作用在钢液上 ， ， 同时由于结晶器壁被分割， 减弱了感应涡流的形成， 而 从 减小了结晶器壁对磁场的屏蔽作用。割缝式结晶器有效提高了透磁率 ， 但结晶器内磁场分布受割缝参数影 响很 大 ， 需要 进 一步深 入研究 。同时 ， 由于割缝 的存 在 ， 可 避免 的降低 了结 晶器 的强度 ， 加 了设 计加 工及 不 增
关 键词 ： 电磁 连铸 ； 电磁搅拌 ； 电磁制 动 ； 接 触 电磁 连铸 软
摘 要： 系统阐述 了电磁技术在连铸 中的应用和发展 ， 介绍 了电磁搅拌、 电磁制动和软接触电 磁连铸的技 术特点和应用现状 ， 并分析 了这三种技术存在的问题及相应的改进措施 。
中图分 类号 ：Ｆ ７ 文献标 志码 ： Ｔ ７７ Ａ
１ 电磁搅拌技术
电磁搅拌技术的应用是连铸技术最重要 的发展之一 ， 应用电磁搅拌技术是提高铸坯质量 ， 扩大连铸品种 的有效手段。电磁搅拌是利用不同形式 的磁场发生装置 ， 当连铸坯中的液态金属通过交变电磁场时， 在液态 金属中产生感生电流， 感生 电流与磁感应强度的作用产生电磁力 ， 通过电磁力来控制连铸过程中钢水的流 动、 传热甚至凝 固， 从而提高钢的清洁度 ， 扩大铸坯的等轴晶区， 降低成分偏析 ， 减轻或消除中心疏松和 中心 缩孔 ， 实现生产优质 、 高等级钢材的 目的。 用于连铸过程的电磁搅拌器按其安装的位置， 有如下几种 ｊ ： （） １ 结晶器电磁搅拌（ —Ｍ ） Ｍ Ｅ Ｓ 是 目前各种连铸机都适用 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有 明显的作用 ， 应用最为广泛。为不影响液面 自动控制装置的使用 ， 一般安装在结 晶器的下部 ， 分为外置和内
磁侧压力 ， 当电磁侧压力足以克服由钢液产生的静压力时， 可将靠近结晶器内壁附近的钢液向里推离结晶器
第 ４期
陈伟， 电磁连铸技术的应用及发展 等：
４ １
内壁 ， 使三相点下移 ， 形成具有一定形状的弯月面 ， 实现钢坯的软接触电磁连铸。由于在电磁力的作用下 ， 弯 月面发生变形 ， 保护渣渣道变宽 ， 振动周期 内保护渣通道压力变化趋缓 ， 使得渣液渗流畅通 ， 铸坯润滑条件改 善， 传热均匀 ， 拉坯阻力减小 ， 表面振痕和裂纹缺陷减轻 ＿ 。所有这些现象 ， １ 引发了冶金界对该技术潜在经
搅 拌对 ６ ０钢小方 坯夹杂 物 的消 除效果 明显 。
２ 电磁 制 动技 术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
・
当液态金属流经磁感应强度方向与其流速方向相垂直的恒稳磁场时 ， 作为导电体 的液态金属 中将产生 感生电流， 感生电流与稳恒磁场的交互作用又在液态金属中产生与流速方向相反的洛仑兹力 ， 从而使液态金 属 的流 动受到抑 制 ， 就是 电磁 制动技术 的基本 原理 Ｊ 这 。 电磁制动主要应用于板坯连铸 ， 尤其是薄板坯连铸 。随着连铸拉速的提高， 浸入式水 口钢液出流的动能 也在不断增大， 钢液对结晶器窄面铸坯凝固坯壳 的冲击加剧 ， 使原本就很薄弱 的坯壳更易 因重熔 而发生断 裂， 增大了拉漏的危险； 钢液中夹带的气泡和非金属夹杂物也 因浸入深度的增加深入到铸坯 的液相穴深处 ， 不易上浮和去除； 同时 ， 钢液流股冲击窄面后形成的上返流对液面区域的冲击引起结 晶器 内钢液弯月面的波 动加剧 ， 因卷渣而造成的铸坯表面缺陷大大增加 。而电磁制动技术能有效抑制液态金属的流动 ， 改善了铸坯
置两 种 ， 以外 置式 为 主。 （ ） 冷 段 电磁 搅拌 （－ＭＳ ２二 ＳＥ ）
又可分为二冷一段电磁搅拌 Ｓ一Ｍ １Ｅ Ｓ和二冷二段 电磁搅拌 Ｓ一Ｍ 。Ｓ 一Ｍ 安装在结晶器二冷一段的 ２ Ｓ １ Ｓ Ｅ Ｅ 足辊处 ， 其功能与 Ｍ Ｅ Ｓ —Ｍ 类似 ， 两者不重复使用 ， 由于其更换、 维修方便 ， 因此其投 资和运行成本 比较经济。 Ｓ 一Ｍ 是促进铸坯 晶粒细化的有效手段 ， ２Ｅ Ｓ 一般与 Ｍ Ｅ Ｓ Ｓ ．Ｍ ．Ｍ 或 １ Ｓ一起使用。 Ｅ
水液面的波动程度， 使保护渣的液渣层更为均匀 ， 改善了连铸坯 内部的疏松和偏析 ， 显著降低 了铸坯和板卷
内部夹杂物的含量¨ ¨。
３ 软接触 电磁连铸
软接触电磁连铸技术基本原理是在特殊结构的结晶器上部布置感应线圈并通 以交变电流 ， 交变电流产 生的交变磁场在熔池外表面产生感应电流 ， 电流与交变磁场相互作用产生垂直于铸坯表面指 向液芯的电 该
０ 引 言
电磁冶金学是 以电磁热流体力学理论为基础 ， 研究冶金过程和材料制造的新兴工程学科 。１８ ９２年 ９ 月 在英 国剑桥大学由国际理论力学和应用 力学协会首次 主持召开了磁流体力学在冶金中应用 的国际会议； １８ 在 日本正 式建 立 了“ ９５年 电磁冶 金委员 会 ” 目前 ， 一新 兴工 程学 科 在冶 金界 已得到 较广 泛 的应 用 … 。 。 这 电磁流体力学 （ Ｈ ） 电磁冶金理论 的基础 ， Ｍ Ｄ是 它的发展带动了电磁连铸的应用和发展。电磁技术 的应用是 ２ Ｏ世纪 ７ Ｏ年代以来连铸技术最重要的发展之一， 同时连铸 已成为电磁技术应用最活跃 的领域。近年来 电 磁连铸 的主要应用有电磁制动、 软接触 电磁连铸和电磁搅拌， 本文分析了电磁连铸技术的应用现状和发展趋 势， 以期为进一步深人的开展研究提供参考 。
济价值的巨大期望。 软接触电磁连铸技术对结晶器 的要求较高 ：
（） １ 结晶器的透磁率要高 ， 高频磁场在结 晶器壁上的损耗要小 ， 以保证在铸坯表面形成软接触所需 的电 磁压 力 ；
（ ） 晶器要有 足够 的强度 和抗 热震性 ， ２结 不易 产生 变形 和热应 力裂 纹 ， 内腔面光 滑 ；
质 量 ， 而得到应 用和 发展 。 从
在薄板坯连铸方面 ， 本川崎钢铁公司已经将流动控制结 晶器引入千叶钢厂 ３号连铸机和水岛钢厂 ４ 日 号连铸机上进行了工业生产 ， 改善了最终产品的表面和内部质量， 提高 了产品的产量和质量 】 ３本制钢 。１ 公司将电磁制动和结晶器监控系统相结合 ， 将结 晶器内钢液流动 自 动地控制在合适 的范围内， 因而使板坯质 量得到改善［ 。 １ 。在荷兰的 Ｈ ｏｏｅｓ 。 ｏｇｖｎ 工厂应用全幅一段电磁制动技术 ， 减小了弯月面处的平均速度和速度 变化 ， 从而减少了卷渣的发生。 一 ’ ’ 国内电磁制动技术起步较晚， 主要是引进国外的技术和设备。宝钢集团上海梅 山钢铁股份有限公司梅 山炼钢厂 ２ 号连铸机从 Ａ Ｂ公司引进了 Ｆ — ｏ 全幅二段电磁制动技术 ， Ｂ ＣＭ ｌ ｄ 取得了提高铸机拉速、 改善铸坯 表面质量和减少 内部夹杂的良好效果 】 。邯钢 ２号薄板坯连铸机上安装单条形 电磁制动器显著降低 了钢
量降低 ４５ ０ ¨夹杂物含量和尺寸均明显降低 ； ． ×１ Ｉ， 曹建刚、 王宝峰等 对 ２０ ｍ× ８ｍ ８ｒ ａ ３０ ｍ方坯连铸机跨结 晶器电磁搅拌器进行了在线静态磁场测试 ， 通过结果得 出在制定搅拌工艺时应根据结 晶器 内外磁场强度的 差别选择合适的电流强度以提高搅拌效果和线圈使用寿命 ； 钟凌鹏、 张桂芳等… 证实 了内置式结晶器 电磁
生产 上 维护 的难 度 ， 以一些 研究 者把 目光转 向 了无 缝式 结 晶器 。 所
连 铸
雪 瞄嚣 占
感 碰 耋 魑髓
图 １ 软 接 触 电 磁 连 铸 原 理 示 意 图
（） ２ 无缝 式软 接触 电磁 连铸结 晶器 无缝 软 接触 结 晶器 。
，
无 缝式 软接 触 电磁 连铸 结 晶器可归 结为 两种设 计构 想 ， 一种是 分段 式无缝 软接触 结 晶器 ， 种是整 体式 一 分 段式 结 晶器是结 晶器 内钢 液面 以上采用 不锈 钢材 质 以增 加 透磁 性 和结 晶器 的强度 ， 金属 液 面 以下 在 部分 采用 铜 质 ， 图 ２ 见 。研 究表 明¨ ， 在相 同磁 场条件 下 ， 此种 分段 式结 晶器 内的磁 通密 度 是普 通铜 质结 晶
河北 理工 大学学 报 （ 自然 科学 版 ）
第３ ３卷
前面三种电磁搅拌具有各 自的用途和特点 ，Ｍ技术即是综合运用以上三种技术或其 中的两种 ， Ｋ 可在大
范围内获得微细等轴晶带的同时， 实现改善中心偏析的 目的。
（） ５ 跨结晶器电磁搅拌 跨结晶器电磁搅拌与普通电磁搅拌的安装位置有很大的区别 ， 它安装在结晶器水套外边跨于结晶器与
（ ） 固末端电磁搅拌（ ．Ｍ ） ３凝 ＦＥ Ｓ 般在浇注对碳偏析有严格要求的含碳高 的钢种时采用 ， 为保证搅拌效果 ， 其安装位置要靠近凝固末
一
端， 一般在液芯直径为 ６ ８ｍ ０～ ０ ｍ处为佳 ， 并允许调节。 （） ４ 组合式 电磁搅拌（ Ｍ技术） Ｋ
收稿 日期 ：０ １ １１ ２ １－ — ０ ２
足辊之间。跨结晶器电磁搅拌是一种较少见的搅拌形式 ， 国内只有少数钢厂从德国引进 ， 其磁场分布、 磁感
应强度 、 电磁搅拌力、 钢液的旋转、 流动都与 Ｍ Ｅ Ｓ ＳＥ Ｓ —Ｍ 或 －Ｍ 不同。这种搅拌形式从布置上看 ， 兼有 Ｍ—Ｍ ＥＳ 和Ｓ Ｍ － Ｓ的双重作用 ， Ｅ 在包钢的实际生产中跨结 晶器 电磁搅拌对改善铸坯 中心疏松和 中心偏析， 作用非常
Ｖ １ ３ ｏ４ ｏ ３ Ｎ ． ． Ｎ ｖ２ １ ｏ．０ １
文章编 号 ：６ ４ ２ ２ ２ １ ）４ ０ ９ ５ １７ － ６ （ ０ １ ０ － ３ － ０ ０ ０
电磁 连铸 技 术 的应 用及 发 展
陈伟 ， 王琛
（ 河北 联合大学 冶金与能源学院 ， 河北 唐山 ０３ ０ ） ６ ０ ９
明显 ， 重轨钢大方坯的中心碳偏析系数平均只有 １ １ ， ．５ 等轴晶率达到 ４ ％ 一 １ ， ５ ７％ 显微疏松得到明显改善。
与 Ｍ Ｍ Ｓ Ｍ Ｅ Ｓ ＳＥ Ｓ ＦＥ Ｓ — Ｅ 和 ．Ｍ ＋ －Ｍ ＋ －Ｍ 组合搅拌相 比， 包钢采用跨结 晶器 电磁搅拌这种特殊形式 ， 对大方坯 质量改善效果还是相当理想的… 。 张桂芳、 陈永 １ ４进行了结晶器电磁搅拌 电流对大方坯 内部质量影响的实验研究 ； 龚志翔、 陈刚等 试 验和分析了结晶器电磁搅拌对 ０６ ．％Ｃ钢 ￣ ５ ｍ Ｉ ０ ｍ连铸 圆坯的中心等轴晶区比率 ， 、 ￣ ４ 碳 硫偏析 ， 疏松和非金 属夹杂物数量、 大小和分布的影响， 结果表明经 ４０ ５ Ａ电磁搅拌后圆铸坯平均中心等轴晶的比率由未经 电磁 搅拌的 ７６ ．％提高到 ５ ．％ ， ８ １ 碳偏析指数 由 １１ ． 降至 １０ ， ．３ 硫偏析指数 由 １ １ ．５降至 １Ｏ ， ．９ 圆铸坯平均氧含
器内磁通密度 的 １８ ， ． 倍 在结晶器内部产生的电磁力是普通结晶器的 ３４ 。但该结晶器存在两种不同材 ．倍 质处平滑衔接 的困难 ， 由于热物性的差异 ， 在高温热应力冲击下 ， 容易给铸坯带来严重缺陷。
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二＝＝ 一誓 ＝一
（ ） 晶器要有 良好的冷却效果 ， ３结 保证铸坯得到足够的冷却强度 ， 以免发生铸坯变形和拉漏事故。 因此 目 前软接触 电磁连铸结晶器有以下两种 ： （） １ 割缝式软接触 电磁连铸结晶器 软接触电磁连铸施加的是高频电磁场 ， 为使高频磁场得以穿透结晶器壁 ， 在结晶器壁沿铸坯方向上设有 割缝¨ 使电磁场穿透结 晶器直接作用在钢液上 ， ， 同时由于结晶器壁被分割， 减弱了感应涡流的形成， 而 从 减小了结晶器壁对磁场的屏蔽作用。割缝式结晶器有效提高了透磁率 ， 但结晶器内磁场分布受割缝参数影 响很 大 ， 需要 进 一步深 入研究 。同时 ， 由于割缝 的存 在 ， 可 避免 的降低 了结 晶器 的强度 ， 加 了设 计加 工及 不 增
关 键词 ： 电磁 连铸 ； 电磁搅拌 ； 电磁制 动 ； 接 触 电磁 连铸 软
摘 要： 系统阐述 了电磁技术在连铸 中的应用和发展 ， 介绍 了电磁搅拌、 电磁制动和软接触电 磁连铸的技 术特点和应用现状 ， 并分析 了这三种技术存在的问题及相应的改进措施 。
中图分 类号 ：Ｆ ７ 文献标 志码 ： Ｔ ７７ Ａ
１ 电磁搅拌技术
电磁搅拌技术的应用是连铸技术最重要 的发展之一 ， 应用电磁搅拌技术是提高铸坯质量 ， 扩大连铸品种 的有效手段。电磁搅拌是利用不同形式 的磁场发生装置 ， 当连铸坯中的液态金属通过交变电磁场时， 在液态 金属中产生感生电流， 感生 电流与磁感应强度的作用产生电磁力 ， 通过电磁力来控制连铸过程中钢水的流 动、 传热甚至凝 固， 从而提高钢的清洁度 ， 扩大铸坯的等轴晶区， 降低成分偏析 ， 减轻或消除中心疏松和 中心 缩孔 ， 实现生产优质 、 高等级钢材的 目的。 用于连铸过程的电磁搅拌器按其安装的位置， 有如下几种 ｊ ： （） １ 结晶器电磁搅拌（ —Ｍ ） Ｍ Ｅ Ｓ 是 目前各种连铸机都适用 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有 明显的作用 ， 应用最为广泛。为不影响液面 自动控制装置的使用 ， 一般安装在结 晶器的下部 ， 分为外置和内
磁侧压力 ， 当电磁侧压力足以克服由钢液产生的静压力时， 可将靠近结晶器内壁附近的钢液向里推离结晶器
第 ４期
陈伟， 电磁连铸技术的应用及发展 等：
４ １
内壁 ， 使三相点下移 ， 形成具有一定形状的弯月面 ， 实现钢坯的软接触电磁连铸。由于在电磁力的作用下 ， 弯 月面发生变形 ， 保护渣渣道变宽 ， 振动周期 内保护渣通道压力变化趋缓 ， 使得渣液渗流畅通 ， 铸坯润滑条件改 善， 传热均匀 ， 拉坯阻力减小 ， 表面振痕和裂纹缺陷减轻 ＿ 。所有这些现象 ， １ 引发了冶金界对该技术潜在经
搅 拌对 ６ ０钢小方 坯夹杂 物 的消 除效果 明显 。
２ 电磁 制 动技 术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
・
当液态金属流经磁感应强度方向与其流速方向相垂直的恒稳磁场时 ， 作为导电体 的液态金属 中将产生 感生电流， 感生电流与稳恒磁场的交互作用又在液态金属中产生与流速方向相反的洛仑兹力 ， 从而使液态金 属 的流 动受到抑 制 ， 就是 电磁 制动技术 的基本 原理 Ｊ 这 。 电磁制动主要应用于板坯连铸 ， 尤其是薄板坯连铸 。随着连铸拉速的提高， 浸入式水 口钢液出流的动能 也在不断增大， 钢液对结晶器窄面铸坯凝固坯壳 的冲击加剧 ， 使原本就很薄弱 的坯壳更易 因重熔 而发生断 裂， 增大了拉漏的危险； 钢液中夹带的气泡和非金属夹杂物也 因浸入深度的增加深入到铸坯 的液相穴深处 ， 不易上浮和去除； 同时 ， 钢液流股冲击窄面后形成的上返流对液面区域的冲击引起结 晶器 内钢液弯月面的波 动加剧 ， 因卷渣而造成的铸坯表面缺陷大大增加 。而电磁制动技术能有效抑制液态金属的流动 ， 改善了铸坯
置两 种 ， 以外 置式 为 主。 （ ） 冷 段 电磁 搅拌 （－ＭＳ ２二 ＳＥ ）
又可分为二冷一段电磁搅拌 Ｓ一Ｍ １Ｅ Ｓ和二冷二段 电磁搅拌 Ｓ一Ｍ 。Ｓ 一Ｍ 安装在结晶器二冷一段的 ２ Ｓ １ Ｓ Ｅ Ｅ 足辊处 ， 其功能与 Ｍ Ｅ Ｓ —Ｍ 类似 ， 两者不重复使用 ， 由于其更换、 维修方便 ， 因此其投 资和运行成本 比较经济。 Ｓ 一Ｍ 是促进铸坯 晶粒细化的有效手段 ， ２Ｅ Ｓ 一般与 Ｍ Ｅ Ｓ Ｓ ．Ｍ ．Ｍ 或 １ Ｓ一起使用。 Ｅ
水液面的波动程度， 使保护渣的液渣层更为均匀 ， 改善了连铸坯 内部的疏松和偏析 ， 显著降低 了铸坯和板卷
内部夹杂物的含量¨ ¨。
３ 软接触 电磁连铸
软接触电磁连铸技术基本原理是在特殊结构的结晶器上部布置感应线圈并通 以交变电流 ， 交变电流产 生的交变磁场在熔池外表面产生感应电流 ， 电流与交变磁场相互作用产生垂直于铸坯表面指 向液芯的电 该
０ 引 言
电磁冶金学是 以电磁热流体力学理论为基础 ， 研究冶金过程和材料制造的新兴工程学科 。１８ ９２年 ９ 月 在英 国剑桥大学由国际理论力学和应用 力学协会首次 主持召开了磁流体力学在冶金中应用 的国际会议； １８ 在 日本正 式建 立 了“ ９５年 电磁冶 金委员 会 ” 目前 ， 一新 兴工 程学 科 在冶 金界 已得到 较广 泛 的应 用 … 。 。 这 电磁流体力学 （ Ｈ ） 电磁冶金理论 的基础 ， Ｍ Ｄ是 它的发展带动了电磁连铸的应用和发展。电磁技术 的应用是 ２ Ｏ世纪 ７ Ｏ年代以来连铸技术最重要的发展之一， 同时连铸 已成为电磁技术应用最活跃 的领域。近年来 电 磁连铸 的主要应用有电磁制动、 软接触 电磁连铸和电磁搅拌， 本文分析了电磁连铸技术的应用现状和发展趋 势， 以期为进一步深人的开展研究提供参考 。
济价值的巨大期望。 软接触电磁连铸技术对结晶器 的要求较高 ：
（） １ 结晶器的透磁率要高 ， 高频磁场在结 晶器壁上的损耗要小 ， 以保证在铸坯表面形成软接触所需 的电 磁压 力 ；
（ ） 晶器要有 足够 的强度 和抗 热震性 ， ２结 不易 产生 变形 和热应 力裂 纹 ， 内腔面光 滑 ；
质 量 ， 而得到应 用和 发展 。 从
在薄板坯连铸方面 ， 本川崎钢铁公司已经将流动控制结 晶器引入千叶钢厂 ３号连铸机和水岛钢厂 ４ 日 号连铸机上进行了工业生产 ， 改善了最终产品的表面和内部质量， 提高 了产品的产量和质量 】 ３本制钢 。１ 公司将电磁制动和结晶器监控系统相结合 ， 将结 晶器内钢液流动 自 动地控制在合适 的范围内， 因而使板坯质 量得到改善［ 。 １ 。在荷兰的 Ｈ ｏｏｅｓ 。 ｏｇｖｎ 工厂应用全幅一段电磁制动技术 ， 减小了弯月面处的平均速度和速度 变化 ， 从而减少了卷渣的发生。 一 ’ ’ 国内电磁制动技术起步较晚， 主要是引进国外的技术和设备。宝钢集团上海梅 山钢铁股份有限公司梅 山炼钢厂 ２ 号连铸机从 Ａ Ｂ公司引进了 Ｆ — ｏ 全幅二段电磁制动技术 ， Ｂ ＣＭ ｌ ｄ 取得了提高铸机拉速、 改善铸坯 表面质量和减少 内部夹杂的良好效果 】 。邯钢 ２号薄板坯连铸机上安装单条形 电磁制动器显著降低 了钢
量降低 ４５ ０ ¨夹杂物含量和尺寸均明显降低 ； ． ×１ Ｉ， 曹建刚、 王宝峰等 对 ２０ ｍ× ８ｍ ８ｒ ａ ３０ ｍ方坯连铸机跨结 晶器电磁搅拌器进行了在线静态磁场测试 ， 通过结果得 出在制定搅拌工艺时应根据结 晶器 内外磁场强度的 差别选择合适的电流强度以提高搅拌效果和线圈使用寿命 ； 钟凌鹏、 张桂芳等… 证实 了内置式结晶器 电磁
生产 上 维护 的难 度 ， 以一些 研究 者把 目光转 向 了无 缝式 结 晶器 。 所
连 铸
雪 瞄嚣 占
感 碰 耋 魑髓
图 １ 软 接 触 电 磁 连 铸 原 理 示 意 图
（） ２ 无缝 式软 接触 电磁 连铸结 晶器 无缝 软 接触 结 晶器 。
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无 缝式 软接 触 电磁 连铸 结 晶器可归 结为 两种设 计构 想 ， 一种是 分段 式无缝 软接触 结 晶器 ， 种是整 体式 一 分 段式 结 晶器是结 晶器 内钢 液面 以上采用 不锈 钢材 质 以增 加 透磁 性 和结 晶器 的强度 ， 金属 液 面 以下 在 部分 采用 铜 质 ， 图 ２ 见 。研 究表 明¨ ， 在相 同磁 场条件 下 ， 此种 分段 式结 晶器 内的磁 通密 度 是普 通铜 质结 晶