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

&$ ’* !故要提高铸坯的等轴晶熔体的条件下形成的 )
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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。

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莱钢科技
第４期（第１６期）总３
结晶器电磁搅拌对方坯质量的影响
马佐仓庄辉葛海兵梁建国范夕荣（技术资源部２生产处３特殊钢厂）１
摘要：对结晶器电磁搅拌改善大方坯质量进行了工业性对比试验，并对电磁搅拌参数进行了优化，在
打断，细小；很
结晶器电磁搅拌参经优化选择后，发挥了其有效的冶金效果，前已经扩大到其它钢种上使用，目并作为重要工艺设备参数进行严格控制。使用Ｍ— ＥＳ，Ｍ后钢材轧制后低倍检验合格率提高约１０．％。
图４非电磁搅拌（）左与电磁搅拌（）比（ｘ０）右对４０
图５非电磁搅拌（）左与电磁搅拌（）右对比（４０ｘ０）图３２０６ｍｍ×３０ｍ坯型结晶区域大小的比较０ｒａ
从上面所测的区域大小情况可以看出，过电经
磁搅拌后，中心等轴晶区的面积明显增大。电磁搅
拌的中心等轴晶区域大小为１３Ｘ１５＝２８５５９９３ｍ非电磁搅拌的中心等轴晶区域大小为１３Ｘｍ，０１２１６６ｍ非电磁搅拌的中心等轴晶区域占４＝４２ｍ，总个面的１．５，８７％电磁搅拌的中心等轴晶区域占总个面的３．５等轴晶增加１．％；８２％，９５从连铸坯低
据资料介绍，电磁搅拌过程中电磁力与磁感应强度
的平方成正比，与频率成反比关系。根据设计条件和相关资料，晶器电磁搅拌参结数选用，首先在中碳合金结构钢４Ｃ钢种上进行试０ｒ验研究，研究方案见表２。
表２电磁搅拌参数优化方案
ｌ连铸机的主要参数
连铸机的主要参数见表１。
表１连铸机的主要参数名称参数
试验次数
Ｍ— Ｍ参ＥＳ数及取样情况
铸坯低况倍情
连铸机型号结晶器长度／ｍａｒ弧形半径／ｍ铸坯断面／ｍｍｍ）（ｍ× 二冷冷却方式
拉速控制／ｎ・ｉ）（ｌｒｎａ
倍对比可以看出：
图６非电磁搅拌（）电磁搅拌（）比（４０左与右对Ｘ０）
从组织的对比图片可以看出，电磁搅拌后，钢坯的晶粒比非电磁搅拌的晶粒要小，小均匀，化物大碳的聚集程度要均匀些。
１电磁搅拌后，）心部的等轴晶区域明显增大；２电磁搅拌后，明显的柱状晶，）无柱状晶粒被
作者简介：马佐仓（９７一）男，０１年毕业于东北大学，１７，２０现从事炼钢一连铸工艺技术管理工作。
图１电磁搅拌低倍
图２非电磁搅拌低倍
５８
莱钢科技
２００８年８月
选用较清晰、典型的两块连铸坯做对比实验，比较结晶区域的大小，经过对周边的测量，意图见图示３括号内为电磁搅拌数据）（。
“
，
’
，
’
，
根据３次基本参数的确定后多次优化选择后，
２电磁搅拌的选择和参数确定
２１电磁搅拌的位置的选择．
选用Ｍ—ＥＳ参数选择：Ｍ电流：０３０～３０Ａ，５频率３０Ｈ较为合适。．ｚ
的影响。２２电磁搅拌参数优化选择．电磁搅拌是利用电磁力对钢液的搅拌作用。根
Hale Waihona Puke 连铸机上安装了电磁搅拌设备，经过对电磁搅拌设备的改造完善以及对电磁搅拌参数的优化研究，制定出了适合本台连铸机的电磁搅拌参数，使产品质量得到显著提高，中连铸坯经轧制检验后，其低倍一次检验合格率有了大幅提高。
现有的工艺条件下，到了改善铸坯中心偏析和中心疏松的目的。达关键词：电磁搅拌中心偏析中心疏松
０前言
随着连铸技术的进一步发展，为了进一步提高
产品质量，应多品种的市场需求，殊钢厂在２适特
化和完善，固末端位置已经发生改变，凝加上Ｆ— ＥＳＭ水冷系统故障率较高，设备稳定性较差，本文未对ＦＥＳ — Ｍ作研究，仅研究Ｍ— ＭＥＳ对铸坯质量
３机３流
８００１１６２／１／３
２０×３０：８６０１０×２０２
气雾冷却
０５０８ｆ６３０．５— ．０２０× ０）１Ｏ．０—１３（８．５１０×２０２）
Ｉｆ流无ｚＩ；尔鐾ｚ；：嚣； ’ 中；．￣钢嚣：各电同０在３３５一Ａ三流：水一搅．支炉０：；４个３取５Ｈ鞑ｆ２Ｈ伍２鐾流无ｚＩ；３；蝴￣０忧不ｆｚ；：吾 ’’ 中各电同钢：２．一Ａ腿三一搅流：水．支；炉５：取３个３００ｆ３ＨＨ３娄ｚ；Ｉ；川晶ｆ流支ｚ： ’ 中；蝴￣０：各．同钢３２电一Ａ寸三流搅：水一Ｈ．无炉０：；３个３取５ｆ３０Ｈ悃轴阴
３使用电磁搅拌后的效果检验
在选择电磁搅拌时，合自身连铸机特点，结选用结晶器电磁搅拌（Ｍ—Ｅ）ＭＳ和凝固末端电磁搅拌（Ｆ
—
Ｅ）Ｍ —ＥＭＳ，ＭＳ安装在结晶器和足辊段，Ｆ—ＥＳＭ
安装在距结晶器中下部。因随着工艺技术的不断优