连铸生产中的电磁搅拌技术

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连铸电磁搅拌

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。

板坯连铸二冷区电磁搅拌技术通用部份

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

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!

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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。

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

【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

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。

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。

电磁搅拌技术在连铸优钢生产中的应用及分析

电磁搅拌技术在连铸优钢生产中的应用及分析

电磁搅拌技术在连铸优钢生产中的应用及分析摘要:为了提高特钢生产的品质,文章主要针对八钢70t电炉连铸,以及连铸电磁搅拌系统。

从技术特点、针对性的选型、功能介绍及效果对比等方面进行了全面的分析。

关键词:电磁搅拌;漏磁;钢液粘度1前言2006年初,八钢第二炼钢厂70t电炉根据公司下达的生产任务,通过内部挖潜针对优钢生产进行了新一轮的实验,取得了良好的效益,优钢生产产品质量较以前有了较大的进步。

但目前铸坯内部质量仍然存在一些问题。

2电磁搅拌器技术特点连铸电磁搅拌器具有以下特点:①采用低电压、大电流的设计方案,有效地防止高压峰值对绝缘的破坏。

②对L/D比值进行优化,适当加长搅拌器的长度。

③适当放宽电源频率范围。

④适当降低搅拌器安装位置,使弯月面附近的磁场尽可能小。

⑤采用纯净水直冷式电磁搅拌器,漏磁少,中心磁感应强度高,搅拌效果好。

3电磁搅拌结构的分类及性能比较从电磁搅拌器所处安装于连铸机位置分:结晶器电磁搅拌器;二冷区电磁搅拌器;凝固末端电磁搅拌器。

从电磁搅拌器所使用的冷却方式分:油―水冷却电磁搅拌器;水直接浸泡冷却式电磁搅拌器;空芯铜管纯水内冷式电磁搅拌器。

从电磁搅拌器所产生磁场形态分:旋转磁场电磁搅拌器;行波磁场电磁搅拌器;螺旋磁场电磁搅拌器。

现在方坯电磁搅拌普遍使用了结晶器电磁搅拌器,结晶器电磁搅拌器从结构上来讲又分为两类:结晶器内置式电磁搅拌器;结晶器外置式电磁搅拌器。

针对以上电磁搅拌各种不同方式,综合70t电炉连铸的现状,采用的是M-EMS,从结晶器电磁搅拌器的结构上采用了结晶器内置式电磁搅拌器。

4电磁搅拌的原理及分析连铸电磁搅拌的实质在于借助电磁力的作用来强化铸坯中末凝固钢液的运动,从而改变钢水凝固过程中的流动。

影响连铸电磁搅拌的冶金效果的主要因素在于①电磁搅拌器能否提供足够大的电磁推力。

②不同钢种的末凝固钢液需要多大的电磁推力。

③电磁搅拌的作用区域是否足够大。

④电磁搅拌的安装位置是否得当。

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连铸生产中的电磁搅拌技术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。

近年来,超纯净钢的开发和应用对铸坯的质量、凝固组织和成分均匀化提出了更高的要求。

电磁搅拌技术对提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、降低夹杂物含量并促进成分均匀化、改善铸坯内部、表面和次表面质量具有重要作用。

1.电磁搅拌的工作原理电磁搅拌的工作原理十分简单,如同由两相或三相电流驱动的、能产生交变磁场的线性感应马达。

电流发生相变时,磁场从一极到达另一极,并同时产生电磁推力,将液态钢水向磁场运动的方向推动。

这样,可以通过电流相位变化来选择方向,也可以通过电流密度和频率来调整推力大小。

2.电磁搅拌装置2.1电磁搅拌装置的分类电磁搅拌装置可分为水平旋转搅拌器和线性搅拌器两大类。

而线性搅拌器又可细分为垂直、水平线性搅拌器。

水平旋转搅拌器围绕铸流设置,其运转象一个异步旋转电机的定子,驱动钢液水平旋转,多用于园坯、方坯和小矩形坯。

垂直线性搅拌器靠近铸流侧,其运转象一个线性异步电机的定子,钢水沿垂直方向旋转运动,适合于大断面的矩形坯;水平线性搅拌器安装在铸坯侧,其运转象一个平直定子,在板坯内弧侧熔池内产生水平方向的磁场,推动钢水运动。

2.2电磁搅拌装置的布置电磁搅拌装置的布置位置有四种∶中间包加热用电磁搅拌(H—EMS)、结晶器电磁搅拌(M—EMS)、冷却段电磁搅拌(S—EMS)和凝固段电磁搅拌(F—EMS)。

?H—EMS∶使连铸过程中钢水的过热度保持在30~40摄氏度,其突出特点是利用非金属夹杂物与金属液之间导电性的差异,实现两者的分离。

1996年日本川崎制铁水岛厂在浇铸不锈钢时采用了此技术,生产的铸坯总氧含量低于0.001%,比采用传统中间包生产的铸坯减小2倍,夹杂物减少一半,不锈钢热轧和冷轧板卷缺陷减少了60%;?M--EMS∶一般安装在结晶器下部,用于减少表面缺陷、皮下夹杂物、针孔和气孔,改善凝固组织,降低表面粗糙度,增加热送率,扩大钢种。

适合于冷轧钢、弹簧钢、半镇静钢等钢种的浇铸;?S--EMS∶可促进铸坯晶粒细化,一般与M--EMS组合使用。

能够增加等轴晶率、减少中心缩孔和疏松,减少中心偏析及内裂,放宽过热度,提高拉速,降低压缩比,适于生产厚板、普板、不锈钢、工具钢等钢种;?F--EMS∶一般在浇铸对碳偏析有严格要求的高碳钢时使用,安装在凝固末端附近,可减少中心缩孔和中心偏析,提高拉速,降低压缩比。

板坯连铸机的电磁搅拌装置,可安装在结晶器内或安装在扇形段。

安装在扇形段时,可采用单环蝶形搅拌方式,也可以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温液态钢水进行较长距离的交换。

安装于扇形段的电磁搅拌其共同特点是,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,安装位置可在辊后、辊间或辊内。

?箱式扇形段电磁搅拌是由瑞典ABB(ASEA)提出,是置于辊后。

由于连铸机顶部区域的辊子辊径小,搅拌器与板坯的距离短,通常小于250毫米。

超过这一距离,就需要非常高的电能,这意味着高昂的运行费用;?新日铁式(NipponSteelType)电磁搅拌是安装于辊间,这需要对扇形段进行特殊设计,采用小的辅助辊,每侧铸流2个搅拌器,以使铸坯内部的搅拌力最大;?辊内内置式(In—RollType),由法国冶金研究院(IRSID)开发,搅拌器安装在辊内。

由于接近铸坯,因而效率高;?如果辊内内置式搅拌器并排成对使用,其功效等同于箱式电磁搅拌装置,这适用于辊径较大的连铸机。

如果在铸流每侧成对使用,其效果等同于新日铁式(NipponSteelType)电磁搅拌;?扇形段电磁搅拌通过增加铸坯内部的等轴晶结构,减少了中心疏松和中心偏析,从而改进了铸坯内部质量。

连铸机上使用一种搅拌方式比较普遍,但当浇铸中、高碳钢以及合金钢时,有可能遇到铸速快、过热度高、铸坯尺寸小等比较困难或特殊要求情况,单一的搅拌工艺往往不能使铸坯形成足够的等轴晶,中心疏松和中心偏析严重。

解决的方法是将几种搅拌方式组合使用。

3.电磁搅拌技术的发展电磁搅拌器是由瑞典ASEA公司首先发明用于电弧炉炼钢,后来才被用于连铸。

20世纪60年代奥地利开始使用电磁搅拌浇铸合金钢。

70年代,法国冶金研究院(IRSID)首次在方坯连铸机上进行了线性电磁搅拌技术的工业性试验,使硅铝镇静钢的皮下质量得到了改善。

随后,园坯连铸的旋转搅拌技术的研究取得了突破性进展。

1973年世界首台板坯连铸机二冷段电磁搅拌器在新日铁君津厂投入使用。

同年,法国冶金研究院(IRSID)在西德Eillingen厂的板坯连铸机上也使用了电磁搅拌技术。

1977年ASEA提出辊后箱式搅拌的设想,安装在铸流奥氏钢支持辊后面,沿拉坯方向搅拌铸流。

适用于辊子辊径小,搅拌器与板坯的距离小于250毫米的连铸机。

后来,日本神户钢铁公司在弧形板坯连铸机上安装了直线型电磁搅拌器,新日铁用结晶器电磁搅拌装置(M—EMS)控制钢液流动,大幅度提高了表面质量及合格率;铸坯初期凝壳厚度均匀,因纵裂而引发的拉漏事故明显减少。

M--EMS的原理是∶在结晶器内板坯后方设置直线运动式传感器(Linearinducto),产生能罩住整个铸坯宽度的平行、稳定移动磁场,以驱动结晶器内弯月面附近的钢水沿着水平方向旋转流动。

现在,新日铁的板坯连铸机上几乎全部采用了这类M—EMS新装置。

旋转式结晶器电磁搅拌技术由新日铁(NipponSteel)于1981年开发,广泛用于新日铁(NSC)连铸机上和神户钢(Kobe)Kokogawa的3号连铸机上。

钢液的转动靠安装在结晶器宽边铜板顶部的2个水平的搅拌器产生的搅拌实现,目的在于降低钢液温度梯度,有利于铸坯凝固壳体的均匀生成,并可减少针孔、气孔和夹杂类的皮下缺陷。

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。

Danieli提出将电磁搅拌器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,新日铁较为简单。

20世纪80年代,日本川崎和瑞典ASEA开发了结晶器电磁制动装置。

90年代,间歇搅拌器和多频搅拌器相继开发,这标志电磁搅拌技术的发展和成熟。

随着技术的进步,开发了组合式电磁搅拌器装置,与单一的搅拌工艺相比,在改善铸坯质量、减少中心偏析的效果更好。

1991年日本钢管(NKK)引进了钢水能加速或减速离开浸入式水口(SEN)的EMLS/EMLA(电磁液面减速/电磁液面加速)工艺,还能使结晶器弯月面处或弯月面下钢水旋转的EMRS。

电磁减速--电磁加速是一种专为拉速超过1.8米/分的连铸机设计搅拌系统,此系统由日本钢管(NKK)公布的。

这种多模式的电磁搅拌(MM—EMS)采用4个线性搅拌器,位于浸入式水口(SEN)的两边,两两并排安装在结晶器宽面支撑板的后面。

它们对通过SEN的钢液进行减速或增速(EMLS/EMLA)。

目的在于对弯月面处钢水流动进行优化控制。

日本钢管(NKK)的数据显示,对弯月面处钢水流动经过优化控制后产生出来的铸坯,冷轧成卷后其表面缺陷降到了最低程度。

在高浇铸速度下,启动电磁减速(EMLS)系统,将钢液流动减速,这样与保护渣有关的夹杂物会消失。

传统的EMS(EMRS)只有开/关功能,不能根据实际的浇铸条件调整,EMLS/EMLA 代表了第二代技术,成熟的流场控制,无需手动操作,由计算机模型根据铸坯尺寸、拉速、SEN几何形状/插入深度和氩气流量,实时调整加速、减速以及工作强度。

多模式操作的EMS属第三代技术,在同一个连铸机上,它将三种电磁搅拌(即减速、加速和旋转)结合起来。

三种操作模式如下:(1)针对高拉速下,优化的双环钢液流动方式(日本钢管NKK)电磁减速/电磁加速模式(EMLS/EMLA);(2)针对某种钢种(0.13%C,0.008%Al)的电磁旋转(EMRS)模式,减少皮下针孔;(3)将不稳定单环形钢液流动方式优化并转变为稳定双环钢液流动方式的持续加速电磁加速(EMLA)模式。

有人把这一新理念看作为第三代电磁搅拌系统,这种系统已于2002年1月应用于POSCO韩国浦项厂3号板坯连铸机上,2003年7月在浦项Kwangyang厂1~3号连铸机上开始运行。

高速浇铸时,EMLS可使弯月面处钢水流速降低50%以上;低速浇铸时,EMLA可使弯月面处钢水流速提高25%以上。

EMRS使弯月面处钢水产生旋转运动,流速达0.35米/秒,可消除弯月面7~9毫米以内的波动,铸坯皮下缺陷减少40%,头坯表面夹渣、针孔减少40%~75%,汽车面板合格率提高到77%。

日本神户钢铁公司研究了一种新型的电磁搅拌技术,即对中间包到结晶器之间的铸流采用搅拌技术,解决了浸入式水口(SEN)堵塞的问题;新日铁又开发了一种铸流电磁搅拌,安装在足辊以下、二冷段以上的狭缝里,通过改进等轴晶区比率来减少中心偏析,防止内裂的产生。

4.电磁搅拌技术在中国的发展我国于20世纪70年代末才开始研究电磁搅拌技术,大致经历三个阶段∶(1).70年代末到80年代中期,我国才开始模索和探讨电磁搅拌技术,80年代中期引进了一批特钢连铸机,都配有进口电磁搅拌装置,对我国技术发展起到一定积极作用,但还未有制造能力;(2).80年代后期,经过十多年的努力,终于取得突破性进展。

1996年5月,舞钢首次在大型厚板坯上成功使用了国内自行设计的S--EMS成套装置,这标志着我国结束依靠进口的历史;(3).1997年宝钢成功研制了大板坯连铸机上使用的S--EMS,价格是引进的1/3,已经具备了研制高性能电磁搅拌装置的能力。

我国目前应用于连铸设备的电磁搅拌装置有100多套,多为电炉连铸,绝大部分是引进的。

而且引进后,也需要不断试验才能进入正常生产,例如武钢二炼钢2号连铸机等。

2004年,我国宝钢也引进了结晶器电磁搅拌技术(MEMS),开创了我国板坯连铸MEMS的先例。

近几年来,仅有重庆特钢、宝钢、舞钢等少数钢厂使用过国产电磁搅拌装置。

由于国内MEMS的应用研究还不充分,不少厂家的运用效果不够理想。

主要存在以下几个问题∶工艺试验不足,未对工艺参数充分优化;国内引进的MEMS 多为早期产品,功率不足,使用效果不理想;存在水质处理问题。

由于MEMS功率大,电磁线圈采用水冷,对水质要求很高,而国内厂家水处理达不到标准,造成线圈及接线处绝缘损坏;钢种不合适。

MEMS对高碳钢、不锈钢、厚板等特殊钢种和某些低合金钢经强电磁搅拌后,易产生白亮带和负偏析。

白亮带是C、P、S、Mn等元素的负偏析,对钢材质量的影响,目前,尚有不同观点。

在有些连铸机上,象安阳二炼钢的连铸机,由于采用内置式结晶器电磁搅拌,它使磁能转变为热能,这样,铸坯在结晶器内形成的坯壳相对较簿。

若拉速高于1.3米/分,容易产生菱变,不利于提高产量。

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