電磁攪拌技術在連鑄優(yōu)鋼生產(chǎn)中的應用及分析

韓曉艷　李　杰

摘要:為了提高特鋼生產(chǎn)的品質(zhì),文章主要針對八鋼70t電爐連鑄,以及連鑄電磁攪拌系統(tǒng)。從技術特點、針對性的選型、功能介紹及效果對比等方面進行了全面的分析。

關鍵詞:電磁攪拌;漏磁;鋼液粘度

中圖分類號:TM924.12文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)08-0067-01

1前言

2006年初,八鋼第二煉鋼廠70t電爐根據(jù)公司下達的生產(chǎn)任務,通過內(nèi)部挖潛針對優(yōu)鋼生產(chǎn)進行了新一輪的實驗,取得了良好的效益,優(yōu)鋼生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量較以前有了較大的進步。但目前鑄坯內(nèi)部質(zhì)量仍然存在一些問題。

2電磁攪拌器技術特點

連鑄電磁攪拌器具有以下特點:①采用低電壓、大電流的設計方案,有效地防止高壓峰值對絕緣的破壞。②對L/D比值進行優(yōu)化,適當加長攪拌器的長度。③適當放寬電源頻率范圍。④適當降低攪拌器安裝位置,使彎月面附近的磁場盡可能小。⑤采用純凈水直冷式電磁攪拌器,漏磁少,中心磁感應強度高,攪拌效果好。

3電磁攪拌結構的分類及性能比較

從電磁攪拌器所處安裝于連鑄機位置分:結晶器電磁攪拌器;二冷區(qū)電磁攪拌器;凝固末端電磁攪拌器。

從電磁攪拌器所使用的冷卻方式分:油―水冷卻電磁攪拌器;水直接浸泡冷卻式電磁攪拌器;空芯銅管純水內(nèi)冷式電磁攪拌器。

從電磁攪拌器所產(chǎn)生磁場形態(tài)分:旋轉磁場電磁攪拌器;行波磁場電磁攪拌器;螺旋磁場電磁攪拌器。

現(xiàn)在方坯電磁攪拌普遍使用了結晶器電磁攪拌器,結晶器電磁攪拌器從結構上來講又分為兩類:結晶器內(nèi)置式電磁攪拌器;結晶器外置式電磁攪拌器。

針對以上電磁攪拌各種不同方式,綜合70t電爐連鑄的現(xiàn)狀,采用的是M-EMS,從結晶器電磁攪拌器的結構上采用了結晶器內(nèi)置式電磁攪拌器。

4電磁攪拌的原理及分析

連鑄電磁攪拌的實質(zhì)在于借助電磁力的作用來強化鑄坯中末凝固鋼液的運動,從而改變鋼水凝固過程中的流動。影響連鑄電磁攪拌的冶金效果的主要因素在于

①電磁攪拌器能否提供足夠大的電磁推力。②不同鋼種的末凝固鋼液需要多大的電磁推力。③電磁攪拌的作用區(qū)域是否足夠大。④電磁攪拌的安裝位置是否得當。

影響電磁推力大小的主要因素為:①電磁攪拌器的表面磁場;②電磁攪拌器磁場的運行速度;③電磁攪拌器的固有特征系數(shù);④鋼液的電導率。

4.1電磁功率

從上面①式可知對電磁推力影響最大的是電磁攪拌器的表面磁場(Bo),而Bo是與電磁攪拌器的線圈安匝數(shù)(N·I)成正比的。

4.2最佳頻率

從上面①式可知增加頻率(f)可增加電磁推力,但另一方面,增加頻率會引起磁場衰減系數(shù)(1/ks)變大,從而又減小電磁推力。

4.3鋼水導電率

不同鋼種,其鋼液導電率(σ)是不同的,但相差不是很大,因此一般情況下,可以不予考慮。

4.4鋼液粘度

從力學原理上來講,電磁攪拌的過程,實質(zhì)上就是電磁力克服鋼水粘性力從而使鋼液產(chǎn)生運動的一種過程,不同鋼種,其粘性系數(shù)相差很大。

5效果

從表1可以看出,采用結晶器電磁攪拌器對改善鑄坯質(zhì)量具有非常明顯的作用。在表面質(zhì)量方面,采用M-EMS后,由于強力旋轉磁場的作用,部分上升的鋼液流股在結晶器內(nèi)彎月面形成熱頂端,有利于保護渣均勻熔化填充。在內(nèi)部質(zhì)量方面,由于M-EMS強化了結晶器內(nèi)傳熱,細化了凝固組織、抑制了結晶前沿的不均勻生長,同時為坯殼進入二冷區(qū)的繼續(xù)凝固創(chuàng)造了良好的基礎條件,最終將獲得優(yōu)良的鑄坯質(zhì)量。

參考文獻:

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