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。
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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.