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    新聞動態
    連鑄電磁攪拌器的應用

        摘  要:本文簡要介紹了濟鋼一煉鋼4#板坯連鑄電磁攪拌技術的開發思路和方法,目的在于增加板坯中心的等軸晶區,避免出現大的中心偏析和縮孔,從而改善板坯質量,生產出高端產品。
        關鍵詞:擴大等軸晶區;輥后式雙面行波;空心銅管內冷;精確閉環PID控制
        中圖分類號:TF341.6    文獻標識碼:B

        電磁攪拌(EMS)的實質就是借助在鑄坯液相穴內感生的電磁力,強化鋼水的對流、傳熱和傳質過程,從而控制鑄坯的凝固過程。EMS對于克服連鑄工藝特有的組織對稱、柱狀晶發達、中心疏松及偏析有顯著作用。能夠細化晶粒、擴大等軸晶區,有利于開發80kg級以上的高端產品。
        EMS技術在國外已廣泛應用于生產高端產品的連鑄機,在國內方坯連鑄上的應用比較廣泛,而板坯連鑄上的應用除武鋼、寶鋼、鞍鋼等企業從國外引進外,大都沒有采用。經過幾十年的經驗積累,國內生產電磁攪拌器的能力有很大的提高,中科院物理所等科研單位也持續進行了理論研究,現在使這一技術應用于板坯連鑄機上已具備了條件。濟鋼擬在“十一五”時期,開發板坯連鑄機的電磁攪拌技術,增強自己的產品競爭力。
        一、一煉鋼4#板坯電磁攪拌器的研究
        1.電磁攪拌器的形式
        二冷區安裝電磁攪拌器有三種形式:輥后式、插入式以及輥式電磁攪拌器。從實際條件出發考慮,濟鋼4#板坯連鑄采用雙面輥后式電磁攪拌比較合理。即在連鑄機的內弧側和外弧側的非磁性支撐輥后各安裝一臺行波磁場電磁攪拌器。這樣二冷區扇形段的改造只需將原輥子改為耐高溫非導磁不銹鋼輥;原軸承座改為耐高溫無磁軸承座;原方式、大小和位置不變,冷卻方法及強度等也都不變。采用雙面輥后式行波電磁攪拌,產生組合行波磁場,其攪拌區域大,使鋼水充分混合,增加等軸晶區。
        2.安裝位置
        攪拌位置和攪拌時機的選擇是二冷電磁攪拌獲得良好冶金效果的一個先決條件。一臺二冷電磁攪拌器使用于多種鋼種時,在不同的連鑄工藝條件下,液芯的凝固位置也不盡相同。然而攪拌器是安裝在一個固定的位置,不能隨斷面和鋼種的改變而改變。一般情況下要考慮主要斷面和鋼種的情況,尋找一個最佳的安裝位置。按照EMS傳統的柱狀晶切斷機械模型理論,認為二冷區EMS的最佳安裝位置在未凝固率40%左右的位置。EMS改善鑄坯組織的機理主要基于以下幾點:(1)改變凝固過程的動力學條件(機械模型理論);(2)改變凝固過程的熱力學條件(熱模型理論);(3)改善凝固過程的物質遷移條件。根據熱模型理論,EMS加速了鋼液的流動,從而改善了熱傳導條件,使得鋼液過熱度很快消除,因此可以得到較細的枝晶結構,獲得較大的等軸晶區。

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