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。

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电磁制动技术在板坯连铸过程中的应用

电磁制动技术在板坯连铸过程中的应用
1 板坯连铸技术
连铸技术是炼钢过程中采用的高效率节能技本，其主要功能在于
将冶炼过程中获得的钢水连续性过滤、凝晶洗精、充电和熔化。

在板
坯连铸技术中，电磁制动技术可以帮助控制和调节液体钢水的流动，
从而控制连铸机的一系列参数和规格，使得板坯具备更好的力学性能。

2 电磁制动技术的原理
电磁制动技术的原理是利用电磁控制来改变钢水的密度，调节钢
水的流速。

在连铸机中，当狭窄的容器芯中的磁体(通常是铁磁铁)通
过电流改变其磁场方向时，该磁体会具有一定推力，从而改变流体的
流动阻力。

当容器芯中的电磁势向该流体施加时，它就可以改变流体
的流向和流速，从而实现控制机的一系列参数和规格。

3 电磁制动技术在板坯连铸机中的应用
电磁制动技术可以有效地控制板坯连铸机中的多种运动变量，从
而获得高质量板坯。

利用电磁制动技术，可以在板坯连铸机能够实现
控制连铸机的芯体参量和钢水温度，提供所需的熔炼温度，改善板材
的平坦度及降低不良率等。

从物理性能角度来看，电磁制动技术可以
有效提高板坯的抗压强度、塑性、焊接性等性能，从而保证板坯质量
及机器的稳定性。

4 结论
电磁制动技术在板坯连铸机中的应用，大大提高了钢板制造的质量水平，可以更好的调节连铸机的温度，实现对钢板的物理性能的有效控制，减少了不良率，提高了效率。

同时，它还能节约能源，降低生产成本，有利于企业发展。

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。

连铸电磁搅拌技术的应用分析

邱刚ＱＩＵＧａｎｇ
ｆ中冶东方工程技术有限公司，青岛２６６５５５）
（ＢＥＲＩＳＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５５５，Ｃｈｉｎａ）
ＶａｌｕｅＥｎｎｅｅｒｉｎｇ
・４３・连铸电磁来自拌技术的应用分析ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＳｔｉｒｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
关键词：电磁搅拌技术；冶金行业；钢铁；质量；电磁力
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙ；ｇｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｓｔｅｅｌ；ｑｕｌｉａ￣；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅ
摘要：连铸电磁搅拌技术在冶金行业已得到非常广泛的应用，推动了冶金行业的发展。笔者详细分析了五种不同类型的电磁搅拌技术阐述当前学界在连铸电磁搅拌技术上取得的成果，并简要阐述冶金行业的未来发展方向。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｍｏｔｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｙ．Ｔｒｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｖｆｅｄｉｆｅｅｎｒｔｔｙｐｅｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙ．Ｆｇｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒａｌｓｏｅｘｐｌａｉｎｅｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｃａｄｅｍｉｃａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｏｎｍｉｘｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ，ａｎｄｂｉｅｒｌｆｙｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｙ．ｒ

连铸电磁搅拌

1.什么叫电磁搅拌(简称EMS)?大家知道，一个载流的导体处于磁场中，就受到电磁力的作用而发生运动。

同样。

载流钢水处于磁场中就会产生一个电磁力推动钢水运动，这就是电磁搅拌的原理。

电磁搅拌是改善金属凝固组织，提高产品质量的有效手段。

应用于连续铸钢，已显示改善铸坯质量的良好效果。

早在1922年就提出了电磁搅拌的专利。

论述了流动对金属结构、致密性、偏析和夹杂物等方面的影响。

1952年开始在钢厂连铸机二次冷却区装置电磁搅拌的试验。

随着连铸技术的发展，为改善连铸坯质量，人们对电磁搅拌结构、类型、搅拌方式和冶金效果进行广泛深入研究，使电磁搅拌技术日益成熟，得到了广泛的应用。

2.电磁搅拌器有哪几种类型?电磁搅拌器型式和结构是多种多样的。

根据铸机类型、铸坯断面和搅拌器安装位置的不同，目前处于实用阶段的有以下几种类型。

(1)按使用电源来分，有直流传导式和交流感应式。

(2)按激发的磁场形态来分，有：恒定磁场型，即磁场在空间恒定，不随时间变化；旋转磁场型，即磁场在空间绕轴以一定速度作旋转运动；行波磁场型，即磁场在空间以一定速度向一个方向作直线运动；螺旋磁场型，即磁场在空间以一定速度绕轴作螺旋运动。

目前，正在开发多功能组合式电磁搅拌器．即一台搅拌器具有旋转、行波或螺旋磁场等多种功能。

(3)按使用电源相数来分，有两相电磁搅拌器，三相电磁搅拌器。

(4)按搅拌器在连铸机安装位置来分，有结晶器电磁搅拌器、二次冷却区电磁搅拌器、凝固末端电磁搅拌器。

3.电磁搅拌技术有何特点?与其他搅拌钢水方法(如振动、吹气)相比，电磁搅拌技术有以下特点：(1)通过电磁感应实现能量无接触转换，不和钢水接触就可将电磁能转换成钢水的动能。

也有部分转变为热能。

(2)电磁搅拌器的磁场可以人为控制，因而电磁力也可人为控制，也就是钢水流动方向和形态也可以控制。

钢水可以是旋转运动、直线运动或螺旋运动。

可根据连铸钢钢种质量的要求，调节参数获得不同的搅拌效果。

(3)电磁搅拌是改善连铸坯质量、扩大连铸品种的一种有效手段。

电磁搅拌技术在合金钢连铸机中的研究与应用

势在必行，它是提高连铸坯质量的重要保证手段。电磁搅拌技术是改善金属凝固组织，提高产品
质量的有效手段。自２０世纪６０年代以来，电磁搅拌（ＭＳ作为一项新技术在世界主要发达国家开Ｅ）始应用于连铸生产中，国自２纪７我０世０年代初开始研究此项技术，今已取得较大突破。因此合理至
械设计与制造专业。现为特殊钢厂炼钢检修车间机械工程师，主要从事设备技术管理工作。
ＥＳ技术。而且大量资料调查，Ｍ）普遍认为轴承钢采用Ｍ＋ — Ｍ组合式电磁搅拌最合适。同时根据ＦＥＳ２合金钢连铸机工艺特点、生产现状及质量要求，采
５５
张秀荣：电磁搅拌技术在合金钢连铸机中的研究与应用
关键词：合金钢连铸电磁搅拌装置组织质量０前言
特殊钢厂第二连铸车间是２０年建成投产的合０２金钢连铸车间，主要生产优质结构钢、合金结构钢、齿轮钢、轴承钢、锚链用钢等特殊钢种，年生产能力为４ＪＤ万ｔ。随着连铸生产技术的不断发展，对铸坯质量的要求也越来越高。提高合金钢市场竞争力，尤其是轴承钢、齿轮钢、４Ｒ级海洋系泊链钢等特殊钢中的市场占有份额和知名度，已经成为合金钢连铸生产过程中
一ｌ
一匹鱼匿ｔ圃
安装凝固末端电磁搅拌ｌ
，
区浓度过冷增加。
电磁搅拌的形式有多种，以单独搅拌也可以可
墨Ｈ堕型一堑 — 三ｌ一量ｌ丝一ｌ曼 —
’

日本连铸工艺中电磁力应用技术现状

近来，随着自消弧型电力用品体管的大容量化而采用的变换器方式，可提高电源应答性并变得更紧凑；日开发了高应答大容量绝缘栅双极品体管周
（ＧＴ）使电源实现了高频高应答化。ＩＢ，这些都为实２１提高生产率和竞争力的需要．近３年来，对钢铁产业质量、成本、环保、节现抑制结晶器液面波动等多种技术的实用化创造了Ｏ能等要求越来越高。为此确立的高纯净钢和无缺陷条件。铸坯、异钢种多炉连浇等技术（特别是以汽车板为３连铸过程使用的电磁力技术首的高质量薄板生产技术）都需要用电磁力控制浇，
图１板坯结晶器内电磁搅拌装置外观
差。根据直流磁场和流动而产生的感应电流通路分布须有控制效率和稳定性的要求，开发了如图４所
拟），法为了记述自由表面而使用了ＭＣｍｒｒｎＡ（ａｅａｄｋｃｌ即标记与单元）ｅｌ法，进行了流动自由表面形状的
高精度动态模拟。２．４线罔及功率电子技术的进步浇铸钢液温度一般达ｌ０￣以上，产生作用于５０Ｃ
制铸坯中心偏析、疏松方面发挥大的作用，故促进了连铸比的大幅度提高。然后又相继开发了电磁制动和电磁铸造技术（Ｍ，已正式和试验眭使用ＥＣ）并
铸中的钢液流动。
３１结品器内电磁搅拌技术．如图１所示：在板坯结晶器内电磁搅拌装置上
２．固基础和连铸工艺冶金学知识的积累２凝作为连铸工艺的基础研究，在铸坯表面振痕的
采用了缵陛电感线圈（也称线性马达）罔经绝缘。线
处理而可浸渍于冷却水中，故能外加大电流对结品．根据结晶器用冷却厚铜板生成机理、结晶器保护渣的流入机理、铸坯纵裂的器内钢液进行强搅拌；日Ｏｚ产生机理等多方面进行了深入研究；在钢液凝固中的结构特点，可将搅拌频率数设定在ｌＨ以下。

电磁场在金属铸造中的应用

电磁场在金属铸造中的应用随着近年来工业技术的发展电磁场在金属铸造业中得到了广泛的应用。

电磁铸造技术因具有高密性、可控性、响应性、清洁性及能量利用率高等特点使得它在金属铸造中有着广泛的前景。

本文主要对电磁场在金属铸造中的应用展开论述从而促使进一步发挥它在金属铸造业的的作用，最终达到能量的最大化利用。

标签：电磁场；电磁搅拌技术；金属铸造电磁场在金属铸造的得到应用的主要原因是金属是电的良好导体并且它能在金属在磁场和电流的综合作用下金属内部产生了电磁力。

在产生电磁力的情况下进行人为干预，利用电磁力对融化金属进行传输和非接触下搅拌及形状控制从而达到金属铸造的预期效果。

电磁技术在金属铸造中的应用将会对金属铸造业产生积极的促进作用1 电磁搅拌技术及其应用（1）电磁场的攪拌技术。

电磁搅拌技术的原理是：当金属在熔化炉中呈液体状态时，液体中产生感应电流，人们利用不同形式的磁场发生装置通过对电流和磁场的作用产生的电磁力进行控制。

通过电磁力对连铸过程中的钢水的流动性、传热和凝固过程的控制，使钢水的流动性、传热和凝固过程按照人们预想的状态进行，从而使钢的清洁度得到提高，铸造毛坯的等轴晶区偏析得到降低，中心疏松的症状得到较少，以及在铸造过程中容易造成的缺陷均得到了有效的解决，实现了铸造出的毛坯达到了优质、高等级的目地。

（2）电磁搅拌技术的应用及使用现况。

人们通过电磁对液态金属的水平、竖直向上、竖直向下的不同方向进行搅拌，对不同的电磁搅拌下的铸造毛坯的清洁程度检测试验。

试验通过三维有限元磁流体数值模拟对不同方向电磁搅拌后的铸造毛坯进行检测的方法，发现竖直向上的电磁搅拌方式可以减少钢液的深度有利于钢液中杂物的上浮，改善了铸造毛坯的质量。

通过试验发现，电磁搅拌对减少等轴晶区偏析，去除有害杂质，净化钢水等方面有着非常显著的优点。

但如果电磁搅拌器的安装位置不正确导致搅拌强度过大时就会时这些优点大打折扣。

经过多年的生产实践论证，弯月面波动是连铸毛坯缺陷的主要因素，而电磁搅拌器的安装位置不正确是造成弯月面的主要原因。

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。

金属冶炼中的电磁搅拌技术及其应用

VS
研究方向包括研究不同技术之间的相互作用机制、优化工艺参数、提高金属回收率等。通过这些方面的研究，可以进一步拓展电磁搅拌技术的应用范围，推动金属冶炼技术的进步。
环保与节能减排的研究方向
随着环保意识的不断提高，金属冶炼过程中的环保与节能减排问题越来越受到关注。未来需要加强这方面的研究，以实现金属冶炼的可持续发展。
。
降低能耗
由于熔炼时间的缩短和效率的提高，电磁搅拌技术可以有效降低熔炼
过程的能耗。
在连铸过程中的应用
铸坯质量提升
通过在连铸过程中使用电磁搅拌，可以改善铸坯的结构，提高其质量。
减少裂纹和缺陷
电磁搅拌有助于消除连铸过程中的应力集中，减少铸坯裂纹和内部缺陷。
提高铸坯的冷却速度
通过增强金属液的流动，电磁搅拌可以加快铸坯的冷却速度，缩短生产周期。
污染。
03
金属冶炼中电磁搅拌技术的应用
在熔炼过程中的应用
熔炼速度提升
通过电磁搅拌，可以加速金属的熔化过程，缩短熔炼时间，提高生产
效率。
成分均匀性增强
在熔炼过程中，电磁搅拌有助于使金属成分更加均匀，提高产品质量
。
减少杂质与气体
通过搅拌作用，有助于去除金属中的气体和杂质，减少孔洞和夹杂物
对金属性能的影响
提高力学性能
细化晶粒和改善组织均匀性可以提高金属的力学性能，如强度、韧性等。
改善耐腐蚀性能
通过减少偏析和改善组织均匀性，可以提高金属的耐腐蚀性能。
提高加工性能
改善金属组织的均匀性和细化晶粒可以提高金属的加工性能，如切削加工性能。
对金属冶炼效率的影响
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提高熔炼速度

电磁搅拌技术在连铸生产中的应用

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
搅拌则引起保护渣卷入，而导致铸坯内部裂纹从指数增大。因此，采用适宜的搅拌强度是保证高
栏目编辑：陈振华
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第２卷２１年第４总第１４）９０１期（５期
质量的重要指标。在连铸中碳钢及高硅钢时采用适当强度的结晶器电磁搅拌，以大幅度地去除皮下夹杂物及可减少铸坯表面裂纹。图２表示了在高碳钢大方坯连铸中采用结晶器的电磁搅拌减少铸坯裂纹的效
（）２由于采用结晶器电磁搅拌可生成良好的结晶组织，而可以适当地增加钢水的过热度，从这样可以放宽浇铸操作条件并利于稳定浇注作业。（）３由于铸坯的初期凝固在结晶器内进行，所以采用结晶器内的电磁搅拌，可将被铸坯表面和表层下部非金属夹杂物和气泡排除。（）４由于结晶器内的钢水被搅拌，使与钢水相接触的连铸保护渣经常更新，这样可使上浮分离的夹杂物很容易被保护渣吸收。电磁搅拌不仅减少了铸坯表层中的夹杂物数量，而且也减少了铸坯断面上的夹杂物含量。（）少非金属夹杂物、少产品表面裂纹。５减减连铸生产低碳铝镇静钢时，由于钢水的氧含量高，从而钢水中的非金属夹杂物含量也较高，在产品最终进行冶金加工时，易产生表面裂纹。在低容碳铝镇静钢连铸中采用结晶器电磁搅拌，够显能著去除非金属夹杂物，尤其是对去除铸坯表层的大颗粒夹杂物效果特别显著。图１Ｍ一为搅拌对裂纹的影响曲线，图ｌ从中可以看出将３０ｍ× ０ｍ４０ｍ连铸坯经粗轧成为１５０ｍｍｍ方坯时距方坯表１面不同深度的裂纹指数，可以看出采用适宜的搅拌强度，可使裂纹指数稳定在低水平上，而过度的

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