电磁搅拌技术在冶金方面的应用
电磁搅拌技术在石钢连铸中的应用
前言1随着连铸技术的应用和发展，连铸坯的质量越来越受到重视，特别是中国加入世界贸易组织后，随着国际市场竞争的不断加剧，提高连铸坯质量已是刻不容缓。
在连铸坯生产过程中，容易产生皮下气泡、夹渣、角裂、翻皮、中心偏析和中心疏松等铸坯缺陷。
为了解决上述问题，石家庄钢铁公司炼钢厂在原连铸机上加装电磁搅拌装置，对连铸设备进行技术改造，提高了连铸坯的质量，取得了良好的技术和经济效果，电磁搅拌技术的应用促进了高效、优质连铸技术的进步。
电磁搅拌的工作原理2电磁搅拌技术是目前各炼钢企业提高铸坯质量的有效途径之一。
它的工作原理源于三相交流异步电动机，电动机的旋转运动是靠旋转磁场的作用。
将电动机的定子绕组分成三个绕组在空间以°120的间隔均匀分布，并通入三相对称、相位差为°的交流电，便产生旋转磁场。
根据相对运动120的概念和电磁感应定律，当定子绕组中有旋转磁场产生，转子绕组中便产生感应电动势，在感应电动势的作用下，转子做旋转运动。
电磁搅拌装置的作用就像异步电动机的定子，它由三相电源供电，在磁极间产生旋转磁场，钢液通过搅拌装置时，旋转磁场产生电磁力矩，在电磁力矩的作用下，钢液像电机转子一样围着注流断面的轴心做旋转运动。
电磁力的方向取决于磁场磁F极变化的方向，只要交换其中任意两相电源的接线，就可以改变电磁力的方向，从而可以根据F,搅拌工艺的要求，灵活地改变电磁搅拌的方向。
电磁搅拌的工作原理示意图如图。
1电磁搅拌的过程就是利用电磁感应产生的作用力推动液相金属有规律的运动过程，连铸电磁搅拌的实质就是借助电磁力的作用强化铸坯液相穴中钢水的运动，从而改善钢水凝固过程中的流动、传热、和迁移，达到改善铸坯质量的目的。
电磁搅拌装置的分类及选择3随着电磁搅拌技术的不断发展，目前，用于连铸机上的电磁搅拌装置大致有以下几种类型。
HEBEI METALLURGY电磁搅拌技术在石钢连铸中的应用袁立强（河北科技大学，河北石家庄）050018摘要：采用电磁搅拌技术是提高连铸坯质量的重要途径。
电磁搅拌技术的发展
电磁搅拌技术的发展电磁搅拌技术是一种利用电磁力来控制和改善材料流动和混合的技术。
其基本原理是磁场与电流相互作用，产生洛伦兹力，这种力量作用于材料表面，从而改变材料的流动行为。
自20世纪初以来，电磁搅拌技术不断发展，从简单的直流到复杂的交流和脉冲磁场系统，其应用范围不断扩大。
电磁搅拌技术在许多领域都有广泛的应用。
在冶金行业，电磁搅拌可以用于控制金属熔体的流动，提高熔炼效率和产品质量。
在材料制备领域，电磁搅拌技术可以用于制备高性能的复合材料和功能材料，通过控制材料微观结构和分布，提高材料性能。
在制造行业，电磁搅拌可以用于实现高精度、高效率的加工和组装，例如利用磁场控制微粒堆积和型腔填充等。
展望未来，电磁搅拌技术将继续发挥其独特的优势，为工业制造领域带来更多的可能性。
随着科技的不断进步，对材料性能和制造效率的要求也越来越高，这为电磁搅拌技术的发展提供了广阔的空间。
未来，电磁搅拌技术将与计算机技术、物联网技术等更加紧密地结合，实现智能化、自动化的生产方式。
总之，电磁搅拌技术的发展为工业制造领域的进步提供了强大的动力。
从原理和应用两方面来看，电磁搅拌技术都显现出巨大的潜力和优势。
随着相关技术的不断发展和完善，电磁搅拌技术将在更多领域得到广泛应用，为工业制造带来更多的可能性和机遇。
对于相关领域的研究人员和工程师来说，深入研究和掌握电磁搅拌技术显得尤为重要，它将对推动我国工业制造业的发展产生积极而深远的影响。
引言冶金行业是国民经济的重要支柱产业，随着科技的不断进步，各种新技术不断涌现并得到广泛应用。
其中，电磁搅拌技术在冶金领域的应用逐渐受到。
电磁搅拌技术通过利用电磁力对金属熔体进行搅拌，改善了金属熔体的流动性和传热性能，为冶金行业的生产过程带来了新的变革。
电磁搅拌技术的基本原理电磁搅拌技术的产生背景是传统的机械搅拌方法在某些方面存在局限性，如搅拌功率低、搅拌不均匀等。
而电磁搅拌技术利用电磁力对金属熔体进行搅拌，可以有效地克服这些问题。
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。
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。
电磁搅拌技术在冶金方面的应用
电磁搅拌技术在冶金方面的应用石瑞【摘要】从电磁冶金学的发展历史出发,基于电磁搅拌技术中电磁冶金、电磁流体力学、电磁场中流体流动的数学模型、连铸技术等理论基础及相关概念的介绍,详细论述了电磁流体学的基础理论应用及电磁搅拌技术流程和主流电磁搅拌技术设备,阐述我国电磁搅拌技术的现状,对冶金技术未来发展做出展望.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】4页(P5-7,11)【关键词】电磁搅拌;电磁冶金;连铸;应用;研究【作者】石瑞【作者单位】上海大学材料科学与工程学院,上海200444【正文语种】中文【中图分类】TM9361 电磁搅拌技术的发展过程1982年在英国剑桥大学首次召开了由IUTAM(International Union of Theoretical and Applied Mechanics)主持的磁流体力学在冶金中应用(Metallurgical Application of MHD)的国际会议，并出版了文集。
日本由于受到了IUTAM研讨会的启发，在日本钢铁协会研究委员会的下属组织“炼钢未来技术的调查研讨委员会”提出了将磁流体力学应用到冶金领域中的相关设想，并将其命名为电磁冶金［1］。
1986年召开了日本——各国合作研讨会，日本名古屋大学的浅井滋生就“电磁冶金的诞生和最近的发展趋势”作了系统的介绍。
电磁冶金方面的研究工作不仅在日本得到了广泛的开展，在其他国家同样也引起了足够的关注。
1978年法国在莫里奥教授领导下成立了MADYLAM(将磁流体力学应用到冶金领域为目的的CNRS研究所)。
2 电磁搅拌技术的理论2.1 电磁冶金的概念电磁冶金简称为EPM，即为材料的电磁处理，这种工艺是借助于电流与磁场所形成的电磁力与安培力对材料加工过程中的表面形态、流动方式等施加影响，以便于有效控制材料的变化和反应过程，改善材料的表面分布和组织结构。
2.2 电磁流体力学电磁流体力学(MHD)是电磁冶金理论的基础，它的发展，带动了电磁连铸技术在冶金工业中的应用和发展。
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 ２ ０世 纪 ６ ０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。
Ｅ Ｓ 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 Ｆ ＥＳ ２合金钢连铸机工艺特点 、 生产现状及质量要求 ， 采
５ ５
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 ４ Ｊ Ｄ 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、４ Ｒ 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
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电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用技术
电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用技术随着社会经济与科学技术不断的发展与完善，对连铸坯的质量提出了更高要求。
最近几年，建筑行业得到迅猛发展，人们越来越重视连铸坯的质量。
电磁搅拌技术在建筑领域中的应用进一步提高了连铸坯的质量，并且对于降低杂物质量和促进成分融合具有至关重要的作用。
磁场相互作用产生电磁力，对钢水起到搅拌作用。
是通过恒定磁场与运动的导电钢水相互作用，在钢水中产生感应电流，感应电流与磁场相互作用产生电磁力，此电磁力的方向恰好与钢水的运动方向相反，对钢水起制动作用，因此这种搅拌被称为电磁制动。
文章从多个角度就电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用进行探究。
标签：电磁搅拌技术；连铸机；应用技术随着钢管连铸生产需求不断增加，我国对电磁搅拌连铸工艺的理论研究与实践研究不断加大，并且在各个领域中得到广泛应用。
超纯净钢的开发与应用对铸坯的质量与凝固组织提出了更严格的要求，电磁搅拌技术以其独特被广泛应用，对社会生产生活以及社会经济发展具有积极的促进作用。
1、电磁搅拌技术原理电磁搅拌的工作原理主要是依靠磁场，也就是说当电流变化时，线性感应电机的磁极和另一个极点会产生相同的电磁力，然后开始以恒定角速度切断熔金属，熔体内就会产生相应的感应电流。
当前我国对电磁搅拌技术的理论研究与实践研究还不够成熟，由于多方面因素限制在生产过程中还存在一些问题，并没有发挥出应有的效能。
从本质上来说，电磁搅拌技术就是使用电磁力迫使熔融金属产生平稳移动，减少外界因素对电磁场的影响。
同时使凝固过程熔熔金属的温度与浓度保持均匀，如果在凝固过程中受到其他因素影响或者操作失误等原因导致熔融金属浓度与温度都不符合相应要求，则就降低凝固过程的形核功和临界核半径。
只有保持熔融金属浓度与温度均匀化，才可以增加等轴晶的数量，最终实现晶粒细化的目的。
根据磁场的工作形式，电磁搅拌可以分为直线型与旋转型，结合生产实际情况与生产需求，使用不同的电磁搅拌形式，从根本上保证铸坯内外部分的质量，一般情况下，直线型电磁搅拌磁场方向与坯材表面的宽度保持水平，也就是说在铁芯的定子绕组上连接交流电，通过金属液产生感应电流与电磁转矩，进而提高铸坯质量。
浅论铝合金电磁搅拌技术的应用与发展
浅论铝合金电磁搅拌技术的应用与发展摘要本文论述了铝合金电磁搅拌技术的应用与发展，为铝合金电磁搅拌技术的应用走可持续发展的道路提供了一定的见解。
关键词铝合金电磁搅拌技术；应用与发展；使用效果前言铝熔池的有效搅拌能够增加冶金反应速度、改善传热和传质过程。
其是提高生产效率、改善铸造质量和降低操作成本的关键因素。
电磁搅拌技术是对熔铝炉和静置炉中铝液进行搅拌的有效技术，并广为接受。
通过改善传热和传质过程以及反应动力学，电磁搅拌技术能够缩短熔炼时间、减少炉渣形成，大幅降低操作成本[2]。
随着对增加产量和在最小投资前提下降低操作成本的要求不断增加，铝工业对电磁搅拌技术的兴趣也在不断增加。
1 对铝合金电磁搅拌技术的应用现状的分析与认识基于电磁感应原理而研制出的电磁搅拌器是当前铝熔炼过程中应用较广的搅拌技术之一。
如何对熔铝炉中的铝液进行有效的搅拌从而使其成分和温度更均匀，是保证铝合金产品质量的重要一环[1]。
以往的人工搅拌为接触式搅拌，由人力操纵铁扒进行搅拌，劳动强度大，由于受熔炉门口的限制，搅拌范围小搅拌均匀性差，且生产效率低，浪费能源，易造成熔体的二次污染基于以上原因。
使用电磁搅拌器，用于铝合金的熔炼，以提高生产效率及产品质量。
1.1 铝电磁搅拌（Al-EMS）系统铝电磁搅拌系统的主要部件是电磁搅拌线圈。
线圈为水冷式，安装于炉子底部或侧部，线圈与炉体之间没有直接的物理接觸。
可以采用通常的炉衬厚度，为了保证磁场进入熔池，必须在线圈前方的炉壳上安装奥氏体不锈钢窗。
线圈采用低频行波磁场，磁场穿透炉壳和炉衬对熔池实现搅拌，其作用机理类似于线性电机。
1.2 Al-EMS的使用效果（1）缩短熔炼时间在工厂试验中，相对于机械搅拌，Al-EMS可以大幅降低顶装式100t熔铝炉的熔炼时间[2]。
电磁搅拌提高了熔化速度，改善了合金化条件及温度控制，缩短了烧嘴关闭时间，或取消了人工搅拌、人工扒渣和塌堆，大大缩短了熔炼时间。
有效的搅拌能够降低液面温度，增加熔池和炉膛顶部的温差，因此使用Al-EMS能够改善从炉膛向熔池的传热。
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１ 电磁搅拌技 术的发展 过程
１８ 年在英 国剑桥大 学首次 召开 了 由 ＩＴ Ｍ ９２ ＵＡ
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料 的表面分 布 和组 织结 构 。
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机 械 研 究 与 应 用 ・ ０ 年 期 （ 第１ ｇ ２ ２ 第２ 总 １ ｑ １ ８）
专题论述
电磁 搅 拌 技 术在 冶 金 方面 的应 用
石 瑞
（ 海 大 学 材料 科 学与 工 程 学 院 ， 海 上 上 ２０４ ） ０ ４ ４
摘
要 ： 电磁 冶金 学的发展 历史 出发 ， 于电磁 搅拌技 术 中电磁 冶金 、 从 基 电磁 流体 力学、 电磁 场 中流体 流动 的数 学模 型、 连铸技术等理论基础及相 关概念 的介绍 ， 细论述 了电磁 流体 学的基础理论应 用及 电磁搅拌技 术流程 和 详 主流 电磁 搅拌技 术设备 ， 阐述我 国电磁搅拌技术的现状 ， 冶金技术未来发展做 出展 望。 对
２２ 电磁流 体 力学 ．
电磁 流体 力学 （ Ｄ） 电磁 冶 金 理论 的 基 础 ， ＭＨ 是 它 的发展 ， 动 了电磁 连铸技术 在 冶金工 业 中 的应 用 带 和发 展 。ＭＨ Ｄ之 所 以 能 在冶 金 中得 到 广 泛 的应 用 ，
ｃａ ｉｓ 主持 的磁 流体 力学 在 冶金 中应用 （ ｔｌ ｒｉ ｈ ｎｃ ） Ｍｅ ｌ ｇ ａｕ — ｃｌ ｐ ｌ ａ ｏ ｆ Ｄ） 国际 会 议 ， 出版 了文集 。 ａ Ａ ｐｉ ｔ ｎｏ ｃｉ ＭＨ 的 并 日本 由于受 到 了 Ｉ Ｔ Ｍ 研 讨 会 的启 发 ， 日本 钢 铁 ＵＡ 在
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关键词 ： 电磁 搅 拌 ； 电磁 冶金 ； 铸 ； 用 ； 究 连 应 研
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