电磁搅拌在钢水连铸中的应用.doc

《电磁搅拌在钢水连铸中的应用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、`电磁技术在连铸中的应用摘要：介绍了电磁技术的产生及发展,以及电磁技术在连铸过程中的应用,包括电磁搅拌、电磁制动、软接触电磁连铸技术，总结了前人的研究，分析了电磁连铸的优点与不足，以便连铸工作者们参考。关键词：电磁搅拌连铸1前言19世纪以来，钢铁工业出现了最重要的三大技术，连续铸钢就是其一。连续铸钢工艺的出现带来了节能降耗，降低生产成本，减轻环境负荷，提高金属收得率，实现连铸连轧短流程生产工艺，还能净化钢液、改善铸坯的组织、细化晶粒、提高钢材成品的质量[1-2]。目前世界上先进国家的钢铁连铸比几乎达到的100%，我国的钢铁企业总体连铸比也达到了95%以上[3]。刚成形的连铸坯要喷水

2、冷却，在运动过程中具有很长的液相穴凝固过程，受钢水运动和传热两个基本物理现象所控制。液相穴钢水对流运动对减轻成分偏析、改善凝固组织和消除过热度有重大影响[4]。对钢材质量要求日益严格的今天，炼钢技术也日益提高,作为提高钢材生产率的辅助手段，可以控制钢液流动状态的电磁力在冶金中得到越来越广泛的应用[5]。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。电磁搅拌最早应用于钢铁的连铸工艺中[6]，主要是由于熔融金属是电的良导体，在磁场和电流作用下，金属熔体产生电磁力，利用电磁力就可以对熔融金属进行非接触性搅拌、传输和形状控制。电磁冶金技术

3、具有能量的高密度性和清洁性、优越的响应性和可控性、易于自动化以及能量利用率高等特点，被广泛地应用于冶炼、精炼、铸造、连铸、钢水的检测等领域，并已在许多领域取得了重大进展[7]。在冶金中应用电磁场力，一是应用电磁感应热，如熔炼金属;二是应用其搅拌力以改善材料的性能[8-9]。2电磁搅拌2.1电磁搅拌简介电作用产生电磁力，该电磁力推动钢水运动，从而控制铸坯的凝固过程，达到增大等磁搅拌的实质是借助借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动[10]。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水，就在其中产生感应电流，感应电流与当地磁场相互轴晶率，改善铸坯表面、皮下和部质量的目的[4]

4、。电磁搅拌技术可以大幅度提高钢的清洁度，减小皮下气孔，扩大铸坯的等轴晶区，降低成分偏析和过热度，减少钢水中的夹渣，Word文档`减轻或消除金属的中心疏松和中心缩孔的现象，从而实现生产优质高等级钢材的目的，实现超纯净度、超细化及超均质化的要求，更为钢铁工业的发展提供了新的活力[11-13]。20世纪70年代以来将电磁冶金技术应用于连铸方面，是电磁冶金技术应用最重要的发展之一，同时连铸已成为电磁冶金技术应用最活跃的领域。随着磁场在连铸中的应用，先后出现了利用时变磁场、脉冲磁场、稳恒磁场的电磁搅拌，电磁制动和软接触电磁连铸技术，并最终形成了三者有机结合的现代电磁连铸技术[11,14]。搅

5、拌机是一个两相、两极的线性感应器，线性电磁搅拌机基本上可看作是一个线性马达。搅拌器通入电流后，在铸坯上产生感应电流，其方向垂直于铸坯纵断面，并且周期性随感应磁场而改变方向，电流和感应磁场的作用产生一电磁力，并沿铸坯纵向形成一个合力矩，使铸坯中未凝固的钢水产生旋转运动，由层流变为紊流，加速对流传热，从而增加等轴晶比例[10]。国威认为合金或碳含量高的钢种两相区宽，易于形成发达的树枝晶，而树枝晶在电磁搅拌力作用下容易被打断形成晶核，所以等轴晶率高于其它钢种。含硅高的钢种，钢水流动性好，电磁搅拌装置对其搅拌作用较大，因而效果较好。而钢水流动性差的钢种，电磁搅拌对其搅拌的作用较小，效果要差

6、些[15]。电磁搅拌技术应用于连续铸钢是连铸技术最重要的发展之一，应用电磁搅拌技术是提高铸坯质量，扩铸品种的有效手段。电磁搅拌技术是利用不同形式的磁场发生装置，当连铸坯中的液态金属通过交变电磁场时，在液态金属中产生感生电流，感生电流与磁感应强度的作用产生电磁力[11]。瑞典ABB公司制造的结晶器电磁搅拌装置。该装置采用了空心铜管纯水冷式技术，整机结构紧凑、搅拌功率大，采用了独特的矩形结构、非对称旋转磁场形式的搅拌器，为国际20世纪90年代末的先进技术[16]。除此之外还有法国罗德瑞克公司(ROTELEC)的辊式电磁搅拌装置等[15]。到目前为止，电磁搅拌已得到了迅速的发展，根据电磁

7、搅拌器安装位置的不同，主要有以下几种搅拌形式[11]。2.1.1中间包电磁搅拌日本川崎钢铁公司于上世纪90年代中研发成功基于电磁搅拌技术的离心流动中间包(CentrifugalFlowTundish)，简称CF中间包。在线应用取得较好的效果，达到高拉速、高清洁度的效果。由于电磁力产生的离心力的作用，轻的夹杂物和渣向旋转中心区集中，并在集中过程中上浮，从而使夹杂物和渣从钢水中分离出来[17]。2.1.2结晶器电磁搅拌(M-EMS)安装在结晶器水套部或外部(置式或外置式结