板坯铸流电磁搅拌技术比较
方坯电磁搅拌技术对连铸坯质量的影响--海口会议
为莱芜钢厂150³150方坯设 计制造的内置式电磁搅拌器
M-EMS两相低频电源
电磁搅拌水系统设计方案-150小方坯
电磁搅拌器采用独立的冷却系统，电磁搅拌器 冷却水系统由制纯水设备、水箱、水泵、过滤器、 换热器组成。
冷却水系统的安装情况： 冷却水系统的安装位置根据现场情况确定。
冷却水系统占地面积为：6³8㎡。
数据和图片由包钢技术中心提供
试验报告——82B轧坯纵断面低倍
a.无电磁搅拌
b.有电磁搅拌 152³152轧坯,熔炼号：3001924
数据和图片由包钢Βιβλιοθήκη 术中心提供试验结果——铸坯成分及成分偏析
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280³380大方坯组合电磁搅拌的生产实践
（1）为了提高包钢重轨280³380大方坯质量，在包钢原有跨 结晶器电磁搅拌的基础上，为包钢设计并制造了扇形段电磁搅 拌器 。 （2）第一次试验: 炼钢厂进行两种搅拌试验方案的两个浇次18 炉钢生产试验，钢种是U71Mn，断面是280³380mm，取试验 36块； （3）第二次试验: 钢种是U71Mn、断面是280³380mm，取试 验42块； （3）第三次试验: 钢种是82B，断面是280³380mm，取试样 52块。对轧出的152³152方坯取试样30块。 （4）试验中取电磁搅拌连铸坯和对比连铸坯试样（无电磁搅 拌）共160块，分别进行了硫印、低倍分析；对电磁搅拌连铸 坯和对比试样（无电磁搅拌）共41块，988个点，进行了C、S 、P、Mn的成分测定及铸坯偏析分析。
板坯连铸二冷区电磁搅拌技术通用部份
板坯连铸电磁搅拌技术岳阳中科电气有限公司2007年7月23日目录一、电磁搅拌工作原理 (03)二、电磁搅拌冶金机理 (04)三、电磁搅拌参数设计 (05)四、板坯电磁搅拌型式及其特点 (08)主要型式及特点 (08)三种类型主要特点 (09)对连铸机结构要求 (09)五、板坯电磁搅拌流场 (11)钢液流动形式 (11)钢液流动影响区域 (12)六、电磁搅拌安装位置 (12)七、冶金效果 (14)冶金机理 (14)不锈钢冶金效果 (14)八、搅拌器的主要作用 (18)板坯连铸电磁搅拌技术一电磁搅拌工作原理由于板坯连铸机的结构特点，目前处于实用的板坯连铸二冷区电磁搅拌器大都采用行波磁场搅拌器。
行波磁场搅拌器由平面感应器和非磁不锈钢壳体构成。
平面感应器和直线电机一样，都由普通旋转电机的定子演变而来。
设想将旋转电机定子在一侧顺轴向剖开并展平，即形成平面感应器或直线电机，见图1。
使原来沿圆周旋转的旋转磁场变成向一个方向行进的行波磁场，铸坯则替代电机的转子，从而构成单边行波磁场搅拌器（Single side Travelling field stirrer: STS）。
如果在STS上面再加一个感应器，即构成双边行波磁场搅拌器（Double side Travelling field stirrer: DTS）。
1—电机；2定子；3转子；4铸坯；5搅拌器感应器图1 旋转电机演变成行波磁场搅拌器图2 板坯S-EMS工作原理二冷区电磁搅拌器的工作原理如图2所示。
简单地说，在板坯二冷区布置一对行波磁场搅拌器，激发向一个方向行进的行波磁场。
该行波磁场在铸坯内感生感应电流，感应电流与外加磁场相互作用，在铸坯的钢水内产生电磁力，即=⨯电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，推动钢水向一个方向运动。
值得注意的是钢水流动方向始终和行波磁场方向相一致，如行波磁场方向倒向，钢水也随之改变流动方向。
二电磁搅拌冶金机理现代理论认为电磁搅拌改善铸坯组织结构的机理主要基于以下几点：a）改变凝固过程的动力学条件（即机械模型理论）；b）改变凝固过程中热力学条件（即热模型理论）；c）改善凝固过程的物质迁移条件。
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
连铸电磁搅拌技术全面解答收藏帖！
连铸电磁搅拌技术全面解答收藏帖！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。
电磁搅拌技术在板坯连铸中的应用
（ Steelw orks，Hebei Jingye Group，Pingshan，Hebei，050400） Abstract： It is introduced the principle of electromagnetic stirring technique as w ell as types and application condition of stirrer． After it being used in secondary cooling region of slab continuous casting，w ider isometric crystallographic zone gets in center of slab，central porosity and segregation are reduced，the surface and internal quality of slab improved． Key Words： electromagnetic stirring technique； slab； continuous casting； application
铸机在二冷区应用双辊电磁搅拌器后，铸坯中心获得了较宽的等轴晶带，减少了中心疏松和中心偏析，
改善了铸坯表面及内部质量，取得了较好效果。
关键词： 电磁搅拌技术； 板坯； 连铸； 应用
中图分类号：TF777． 1
文献标识码：B
文章编号：1006 － 5008（2012）05 － 0037 － 02
APPLICATION OF ELECTROM AGNETIC STIRRING IN SLAB CONTINUOUS CASTING
metallurgicresultthreekindsmold搅拌位置冶金效果适应钢种ems增加等轴晶率减少表面和皮下的气孔针孔夹杂物坯壳均匀化改善中心疏松中心偏析低合金钢弹簧钢冷轧钢中高碳钢等ems扩大等轴晶率减少内裂改善中心偏析减少中心疏松和缩孔不锈钢工具钢ems细化等轴晶有效改善中心偏析中心疏松和缩孔弹簧钢轴承钢特殊高碳钢控制系统的组成辊式电磁搅拌控制系统主要由供电变压器及高低压配电ipc逆变电源辊式电磁搅拌器冷却水循环装置及远程监控操作五部分组成图1
电磁搅拌工作技术3
四板坯电磁搅拌型式及其特点主要型式及特点由于板坯连铸宽厚比大，板坯连铸机又采用密排辊配置，为适应这种结构特点，以往曾开发过六、七种SEMS，经优胜劣汰，目前处于实用的只有三种类型的行波磁场搅拌器，即辊式、插入式、辊后式：这三种类型二冷区搅拌器SEMS国内都已引进:A 插入式行波磁场搅拌器（DTS）使用单位：宝钢（称DKS）、武钢拆除扇形段上一对支承辊；一对搅拌器头部分别插入此位置，在两个支承辊之间；搅拌器头部两侧增加小径分节辊来支承铸坯。
B 辊后式行波磁场搅拌器（STS）：使用单位：武钢(已停用)、太钢C 辊式行波磁场搅拌器（RTS）：使用单位：鞍钢、武钢拆除扇形段上一对或二对支承辊，用一对或二对辊式行波磁场搅拌器替换该位置。
三种类型主要特点对连铸机结构要求板坯增加三种类型二冷区搅拌器对连铸机结构调整要求如下：A 插入式行波磁场搅拌器（DTS）前提条件：拆除扇形段上一对支承辊后要有足够的间隙保证搅拌器头部插入两个支承辊之间（一般要求在180mm-200mm以上）。
扇形段设计复杂，工作量大：要保证增加小径分节辊后保证铸机弧度并且铸坯不鼓肚；小径分节辊、轴承及周围构件采用非导磁材料；保证该位置的二冷喷淋气水参数符合要求；考虑搅拌器的水、电、气路的安装。
B 辊后式行波磁场搅拌器（STS）：增加辊后式行波磁场搅拌器较插入式行波磁场搅拌器简单，但是须将靠近辊后式搅拌器工作面的支承辊及小径分节辊、轴承及周围构件采用非导磁材料，须加装导轨保证拆卸方便，特别是支承辊投入成本也相当高。
C 辊式行波磁场搅拌器（RTS）增加辊式行波磁场搅拌器在三种类型搅拌器中最为方便，只需将支承辊换成搅拌辊即可，但辊直径须达到足够大以保证搅拌辊的电磁功率。
由于三种类型搅拌器安装方式的影响：辊式搅拌器紧贴铸坯表面；插入式搅拌器距铸坯表面20mm左右；辊后式搅拌器距铸坯表面最远（300mm左右），他们在铸坯中心产生磁场大小不一（见上表），产生的冶金效果也不一样：插入式搅拌器最好；辊式搅拌器次之；辊后式搅拌器最差。
板坯连铸的电磁搅拌
修订日期：２００５一０５一ｌｏ
万方数据
钢铁
第４０卷
新日铁式电磁搅拌。 （５）扇形段电磁搅拌通过增加铸坯内的等轴晶
结构、减少了中心疏松和中心偏板，从而改进了铸坯 的内部质量。
典型应用，诸如厚板、硅钢、铁素体不锈钢等。
３ 针对表面／次表面质量的结晶器电 磁搅拌
旋转式结晶器电磁搅拌技术由新日铁（Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｔｅｅｌ）于１９８１年开发。广泛应用在新日铁（ＮＳＣ） 连铸机上。最近还被应用在神户制钢（Ｋｏｂｅ） Ｋａｋｏｇａｗａ的３号连铸机；中钢公司也在其高雄厂２ 号连铸机的一流上进行了测试。钢液的转动靠安装 在结晶器宽边铜板顶部的两个水平的搅拌器产生的 搅拌实现。目的在于降低铸钢液温度梯度，这有利 于铸坯凝固壳体的均匀生长，并可减少针孔、气孔、 夹杂类的皮下缺陷。该技术对某些特殊钢种是不错 的解决方案。
板坯连铸机电磁搅拌装置，可安装在结晶器内 或者安装在扇形段。安装在扇形段时，可采用单环 蝶形搅拌方式，也可采用双环蝶形搅拌方式。双环 搅拌更有利于将顶部高温液态钢水与底部低温液态
钢水进行较长距离的交换。
２ 扇形段电磁搅拌用于改善铸坯内部 后号
在２０世纪７０年代后期，鉴于二冷段电磁搅拌 成功地应用于方坯和大方坯的生产，很多板坯连铸 机也配备了扇形段电磁搅拌。各种不同设计方式都 有一共同特点，即采用水平运动方向的磁场。所不 同的是搅拌装置的安装位置，辊后、辊间或辊内。
目前针对结晶器上采用旋转电磁搅拌有不同的 观点。新日铁（ＮＳＣ）认为只有将搅拌器安装在高 位，弯月面处才能获得改善质量的效果。这需要对 结晶器结构进行特殊设计，以将搅拌装置集成在结 晶器上。达涅利罗特莱克提出了将电磁搅拌装置放 在结晶器的中间高度的观点。这使结晶器结构和设 计相比新日铁技术更为简单。日本钢管（ＮＫＫ）将 搅拌装置安装在结晶器内中部位置所取得的结果表 明，只要搅拌器功率足够强大，其效果完全可达到 新日铁对外发布的冶金效果的同等水平。铸坯宽面 和窄面的气孔都将得到降低。
电磁搅拌对板坯内部质量的影响
心疏松和中心偏析， 提高铸坯的内部质量 。
３ 试 验 结 果
电磁搅拌辊的安装位置及搅拌工艺参数对其 ３ ． １ 白亮带 冶金效果 的影 响很 大 ， 必 须 经 过 长 期 的试 验 摸 索 ， 铸坯的横 向低倍上可以清晰的看到 ， 在电磁搅
拌 辊 的作 用下 ， 铸 坯形 成 矩 形 的 白亮 带 （ 即负 偏 析
Ｖｏ １ ． ２ ３． Ｎｏ ． １
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ３
电磁 搅 拌 对 板 坯 内部 质 量 的 影 响
苏 珑
（ 马 钢股 份 公 司 市场 部 安徽 马鞍 山 ２ ４ ３ ０ ０ １ ）
摘 要 ： 介绍板坯连铸电 磁搅拌辊技术在马 钢的应用实 践， 在使用该项技术之后， 有效的增加了 铸坯的等轴晶区， 改善中
２ ０ １ ３年第 １期
开 始位 置有相 关 ， 电磁 搅拌 辊开 始 的位 置 越 高 、 越
蕃
孽
Ｃ Ｏ ５ Ｃ １ ０
墨隶 姐
早， 铸坯 的等轴 晶宽度越 宽 、 等轴 晶率越 高 ； 在 电磁 搅 拌辊 越靠后 的条 件下 ， 电磁场 的穿透 能力急剧减
弱， 电流强度 太 小 的情 况 下 ， 甚 至 没有 提 高 等轴 晶
率 的能 力 。
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Ｃ １ ５
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Ｂ ０ ５
＞ Ｂ Ｏ ５
中 心 偏 析评 级
图 ８ 使 用 与 未 使 用 电磁 搅 拌 辊 的
铸坯 中心偏析 和疏松评 级对｝ 匕
１ ＯＯ
１ ５０
２０ ０
２５ ０
３ ００
电斑 强度Ａ
图１ １ 单开 １段 ２ 辊铸坯的等轴晶宽度
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板坯铸流电磁搅拌技术比较
摘要 本文主要介绍了三种板坯铸流电磁搅拌技术（ABB, Rotelec 和 新日铁），并对之进行了比较，本文并不提供最终评价结论。
目录
1. 前言 .......................................................................................... 2 2. ABB 电磁搅拌技术 ................................................................... 2 3. Rotelec 电磁搅拌技术 .............................................................. 4 4. 新日铁电磁搅拌技术 ................................................................. 4 5. 综合比较 ................................................................................... 5
2. ABB 电磁搅拌技术 ABB 电磁搅拌器放置于扇形段支撑辊后面，位于搅拌器前方的辊列必须采用无磁性不锈钢辊。 搅拌器内的低频电流产生一个行波磁场，穿透支撑辊和凝固坯壳并在液相穴内 产生电磁力，该电磁力驱动 钢水沿与拉坯方向垂直的方向流动，同时在搅拌器上方和下方各形成一个回流，见图 1。
图 1 ABB 电磁搅拌器安装位置和作用原理
由搅拌力驱动的钢液流动均匀了液相穴内的温度并熔化和打碎枝晶，使凝固组织从柱状晶向等轴晶转化， 铸坯内的等轴晶组织能够消除硅钢片瓦楞状缺陷和铁素体不锈钢重皮缺陷，改善碳钢宏观偏析。 ABB 铸流电磁搅拌器已经在全世界板坯连铸机上有 40 多套安装实例，毫无疑问是市场领先者。
ABB (China) Limited
搅拌器的安装位置主要取决于冶金效果要求和机械条件。通常较高的安装位置有助于获得较好的冶金效 果，但是过高的安装位置会对弯月面形成一定的干扰，因此应在避免对弯月面形成干扰的条件下，选择较 高的安装位置。最佳的安装位置通常在离弯月面 3.5～4 米左右的位置，既能获得足够的等轴晶组织，又 能够在最大搅拌功率时避免对弯月面的干扰。 ABB 电磁搅拌器没有任何移动部件，因此维护费用很低。
图 2 ABB 电磁搅拌器直接作用区域
ABB 电磁搅拌器可以在固定周期内改变搅拌方向，在液相穴内形成湍流，从而避免白亮带的产生，并获得 最佳的冶金效果。由于采用了 ABB 先进的变频器技术，这种搅拌方向的转换可以在几秒钟内完成。 ABB 电磁搅拌器放置于支撑辊后，内外弧均可。扇形段辊列和冷却方式均可保持不便，极大地保证了连铸 机的正常生产。由于搅拌器不和铸坯直接接触，因此对漏钢不敏感。
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FILE: 02-板坯铸流电磁搅拌技术比较.doc; TEMPLATE: TECHN_DOC_STAND_P.dot A; SKELETON: ; SAVEDATE: 9/14/2005 1:57 PM
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1. 前言 板坯铸流电磁搅拌技术的主要应用目的是提高铸坯等轴晶率，消除硅钢片瓦楞状缺陷和铁素体不锈钢重皮 缺陷，改善碳钢宏观偏析。 目前市场上主要有三种铸流电磁搅拌技术，分别为 ABB，Rotelec 和新日铁技术。本文对此三种技术进行 了简介和技术比较。另有一种 Elotherm 电磁搅拌技术，因应用数量很少，在此不作介绍。
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2Байду номын сангаас
针对一定的铸坯尺寸和浇铸条件，电磁搅拌器的影响区域，亦即上下回流区的长度，主要取决于两个因 素。其一为作用于液相钢水上的搅拌力的大小，其二为电磁力直接作用区域的大小。ABB 电磁搅拌器是目 前市场上最强大的搅拌器，可以产生最大的搅拌力。最近 ABB 为了进一步搅拌器的搅拌强度，对搅拌器 的设计进行了改进，增加了搅拌器的表观功率。如图 2 所示。ABB 电磁搅拌器前方的所有区域都直接作用 于钢液的搅拌。搅拌力和直接搅拌区域综合作用形成了大的搅拌动量，从而可以获得大的搅拌影响区域 （上下回流区长度）。大的搅拌影响区域能够充分均匀钢液温度并形成足够数量的等轴晶，因此仅采用单 面搅拌就能够获得良好的冶金效果，从而避免了采用复杂的双面搅拌。
ABB (China) Limited
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3. Rotelec 电磁搅拌技术
Normal support roller
Support roller with stirrer
图 2 Rotelec 电磁搅拌器
Rotelec 电磁搅拌器示于图 2。Rotelec 电磁搅拌器安装于两对或三对支撑辊内。因辊内空间限制，搅拌力 较小，因此倾向于安装于扇形段较高的位置。但由于扇形段较高位置的辊径较小，仍很难解决搅拌强度的 问题。 同时辊式电磁搅拌器的作用区域较小，仅为搅拌辊前方的区域。 由于搅拌辊直接与铸坯接触同时有搅拌辊位于铸坯下面，因此漏钢对搅拌辊的维护影响很大。 搅拌辊的维护费用很高但运行电费较低。
ABB Automation Technologies AB 2005-03
Type des. Prep. Appr. Resp. dept
ATPA / Hongliang Yang / ATPA
3/9/2005
ABB (China) Limited
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