淺談我國結晶器電磁攪拌的發(fā)展及應用現(xiàn)狀

【摘要】 本篇文章主要是對我國電磁攪拌技術在結晶器中使用進行說明和的介紹。主要是簡單介紹其在方坯中應用及其發(fā)展歷程。

【關鍵詞】 電磁攪拌 結晶器 連鑄

隨著我國鋼鐵事業(yè)的不斷發(fā)展，很多重要的機構已經(jīng)形成并得到了改善。因此，對于鋼材的需求以及其質量有了更高的要求。電磁攪拌技術的引用可以很好的解決這一問題。電磁攪拌技術就是利用感應產(chǎn)生的電磁力增強鋼液的流動，加強鋼液對流，傳熱和傳質等過程，讓其分散的更快更加均勻。利用這些熱力學和動力學有利條件， 從而達到改善鑄坯質量的目的。

在1922年電磁攪拌的技巧以專利的方式被提出，該專利重要敘述了凝集構造、偏析和混合物散步受熔融金屬流動的影響。我國的連鑄電磁攪拌技能在1970年左右剛剛開始研發(fā)，通過不斷摸索，不斷創(chuàng)新，不斷改造，終究在50年左右的時間里研發(fā)出了第一批別具創(chuàng)新的電磁攪拌裝置。當前，結晶器電磁攪拌在這一領域中被選擇利用的更為頻繁，起到了很重要角色。

1. 結晶器電磁攪拌技術

1.1 工作原理

結晶器電磁攪拌（M-EMS）：是當前種種連鑄機都實用的裝置，它能夠更有用的的改善鑄坯的表面質量，削減此中的夾雜物，并且有效的細化晶粒。電磁攪拌在結晶器內產(chǎn)生的作用影響了過熱鋼水的重新溶解。所以在凝聚的前期，鋼水的溫度梯度變小。此外，電磁攪拌技術能夠使鋼水更加純凈，減少非金屬混合物的含量，也會使形成的氣孔變得更小。為了不使液面自動控制裝置受到影響，一般安設在結晶器的下部。

在結晶器內鋼液攪動的方式有水平旋轉和鋼液高低循環(huán)（垂直線性）兩種。水平旋轉攪拌用于方形斷面鑄坯和寬度約為1的矩形坯；垂直循環(huán)攪拌多用于板坯。

1.2 冶金機理

在機械效應和熱效應兩個方面充分體現(xiàn)了結晶器電磁攪拌的應用。

（1） 因為電磁攪拌技術大部分選擇旋轉攪拌，會使形成的復合夾雜物和氣泡變少，從而改善鑄坯的質量。

（2） 另外，旋轉攪拌使清洗凝固前沿使坯殼生長均勻，能夠降低漏鋼事故發(fā)生機率。

（3） 因為有旋轉攪拌的徑向電磁力的存在，能夠使之前枝晶形成新的晶核， 使等軸晶的生長更加迅速。

（4） 結晶器電磁攪拌的熱效應就是使用水平旋轉攪拌使凝固的溫度梯度顯著增加，增強了傳熱效果。

2. 結晶器電磁攪拌技術對連鑄坯質量的影響

在連鑄過程當中控制鋼水潔凈度最后一步就是結晶器，能否去除鋼水中的混合物取決于鋼液流動的行為。保護渣的卷入影響及凝固初生坯殼的均勻形成，因此與連鑄坯的表面和內部缺陷密切相關。

為了使連鑄坯的中心縮孔得到改善，通常采用結晶器電磁攪拌。能否有效改善縮孔的大小，還決定于電磁攪拌的強度和頻率；當它高出了最佳的數(shù)值，就不能更有效地改善縮孔。在溫度高于過熱度條件的溫度時，縮孔效果被體現(xiàn)的很明顯，反之，則不被顯現(xiàn)出來。在電磁攪拌強度不斷變大的過程中，也會容易去除鋼水中的氧化夾雜物。

同時，選擇合理的攪拌裝置和參數(shù)還可以從以下幾方面改善鑄坯的質量，提高利用率。

（1）鑄坯內氣泡的產(chǎn)生和夾雜物的多少也會影響鑄坯質量，控制好鋼液的流動狀態(tài)便可以實現(xiàn)這一目的。

（2）減少裂紋從而提高鑄坯的純凈度，使其不摻雜其他雜質，可以通過降低鋼水的過熱度，使液面溫度適當以減少卷渣，粘殼來實現(xiàn)。

（3）為了使鑄坯的凝集組織更好的得到利用，就必須破壞枝狀晶，進一步形成等軸晶，增加其幾率，減少中心偏析和縮孔

（4）為了實現(xiàn)快速連鑄，盡量不讓鋼液沖洗到初生凝固殼，減少逐漸裂紋和拉漏。

3. 結晶器電磁攪拌技術在連鑄方坯中的應用

青島鋼鐵集團的結晶器電磁攪拌在R5m小方坯連鑄機上的應用效果是可行的，采用M一EMS技術可以提高鑄坯質量，彌補壓縮比小的不足，使制品達到了要求。。縮孔、裂紋、夾雜等缺陷的存在會嚴重影響方坯的質量，則必須改善鑄坯質量。高碳鋼連鑄坯中心嚴重的碳、硫偏析效果削減的越明顯，鑄坯質量便會越高。

邯鋼的生產(chǎn)實踐可以得出以下成效：（1）方坯連鑄機應用M-EMS，大大的提高了連鑄坯表面質量及其內部質量；（2）方坯連鑄機采納M-EMS，角裂漏鋼事故顯著降低。（3）對M-EMS使用過程中碰到的各類問題，不妨經(jīng)過優(yōu)良的工藝參數(shù)來處理。

為了使電磁攪拌充分改良連鑄坯的中心縮孔，可以選擇最合適的強度以及頻率來實現(xiàn)。通過在承鋼八流方坯連鑄機上進行的工業(yè)實踐中可以明顯地發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律。此外，高碳鋼的中心偏析同時也會受到結晶器電磁攪拌各種因素的影響；可以削減鑄坯中各類形狀夾雜物，例如方形、長條形夾雜物；在結晶器電磁攪拌的作用下使連鑄坯的表面質量產(chǎn)生了明顯的變化。

M-EMS在石鋼大方坯連鑄機投入使用后，經(jīng)過對大量的低倍試樣進行分析，可以看出取得了較好的冶金效果。通過提高鑄坯的外觀和質量，可以消除其表面的氣孔和混合物，在經(jīng)過酸的清洗作用下，它產(chǎn)生的裂紋，氣孔以及夾雜物等都可以被明顯消釋。等軸晶率明顯上升，使用M-EMS后的等軸晶率由以前的20% 一30% 提高到35% 一50%。中心疏松和縮孔有較大改善。

4.結語

結晶器電磁攪拌目前在連鑄中起到了非常重要的作用，在電磁攪拌的強度和頻率達到最合適時，中心縮孔達到更加明顯改善，也會鑄坯的表面質量得到提高，增加利用率。除此之外，結晶器電磁攪拌還可以有效地削減鑄坯的中心偏析的程度，從而達到減少鑄坯內含氧夾雜物的含量。

參考文獻

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