国内外电磁搅拌技术的发展与展望

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1、国内外电磁搅拌技术的发展与展望[摘要]总结了电磁搅拌技术的发展、作用及其在国内外的应用，分析了组合式电磁搅/多模式电磁搅拌、电磁制动技术及连铸的软接触技术的特点，提出了关于优化鞍钢主要连铸生产线的几点建议[关键词]电磁搅拌电磁制动连铸中图分类号：044文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）46-0118-01c1前言近20年来，我国的连铸生产发展迅猛。2004年，全国连铸坯产量2.65亿t，正在运行的连铸机近600台，连铸机的数量和连铸坯的产量已居世界第一。全连铸企业已达198家，占总数217家钢铁企业的91.24%。与我国钢铁工业在世界上的地位一样，我国是一个

2、连铸生产大国，但还不是连铸技术强国。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具有重要作用。2电磁搅拌器的分类及搅拌效果62.1电磁搅拌的分类电磁搅拌器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线性搅拌器和水平线性搅拌器：（1）水平旋转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，多用于圆坯、方坯和小矩形坯。（2）线性搅拌器垂直线性搅拌器靠近铸流侧，

3、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，其运转像一个平直定子，适合于板坯内弧侧。2.2电磁搅拌器的布置位置电磁搅拌器的布置位置有：中间包加热用电磁搅拌H-EMS；结晶器电磁搅拌M-EMS；二冷段电磁搅拌S-EMS；凝固末端电磁搅拌F-EMS。（1）中间包加热用电磁搅拌：使连铸过程中钢水的过热度保持在30～40℃。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。（2）结晶器电磁搅拌：6安装在结晶器的下部，用于减少表面缺陷、皮下夹杂物、气孔和针孔，改善凝固组织，降低表面粗糙度，增加热送率，扩大钢种

4、，适合于冷轧钢、弹簧钢、半镇静钢等钢种的浇铸。（3）二冷段电磁搅拌：可以促进铸坯晶粒细化，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，少中心偏析及内减裂，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。（4）凝固末端电磁搅拌：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。2.3电磁搅拌的组合使用连铸机上使用一种搅拌方式比较普遍，但当浇注中、高碳钢以及合金钢时，有可能�浇注速度过快、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

5、轴晶，中心疏松或中心偏析严重，使产品达不到质量要求。解决方法是将几种搅拌方式组合使用。2.4电磁搅拌的冶金效果实践证明，合理的电磁搅拌能有效的改善铸坯的质量，扩大钢种，放宽工艺条件，尤其是大断面连铸及特殊钢连铸，电磁搅拌已成为必不可少的技术手段。（1）提高铸坯等轴晶率6（2）改善铸坯的成分分布。3电磁搅拌技术的发展3.1电磁搅拌技术在国外的发展和应用情况由传统的电磁搅拌技术向多模式电磁搅拌技术发展3.2电磁搅拌技术在中国的发展和应用现状我国20世纪70年代末才开始研究电磁搅拌技术，主要经历了3个阶段：（1）20世纪70年代末至80年代中期，我国开始对电磁搅拌技术进行摸索和探讨，

6、虽然经过试验及工业运行，但性能不太稳定。20世纪80年代中期，我国引进了一批特殊钢连铸机，都配有进口电磁搅拌装置，这虽然对我国连铸电磁搅拌技术的发展起到了一定的积极作用，但也说明我国当时还不具备制造高性能电磁搅拌装置的能力。（2）20世纪80年代后期，电磁搅拌得到国家的高度重视。经过十多年的努力，我国电磁搅拌技术的研究终于取得了重大突破和进展。（3）1997年，宝钢同其它单位合作，成功研制出了宝钢大板坯连铸S-EMS，价格不到引进设备的1/3。宝钢S-EMS的研制成功标志着我国已经具备研制高性能电磁搅拌装置的能力，且具备了出口竞争的实力。我国目前应用电磁搅拌器主要存在以下问题：

7、（1）工艺试验不足，未对工艺参数充分优化；6（2）功率不足，使用效果不够理想；（3）存在水质处理问题；（4）钢种不合适；4高拉速连铸坯质量控制的电磁制动技术4.1电磁制动EMBR电磁制动采用静态磁场来减弱钢流湍流和控制钢水流速。静态磁场作用在流动的钢水上产生感应电压，钢水流速越高，感应电压越高。这些电压在钢液中可以产生电流，感应电流和静态磁场作用会产生与钢水流动方向相反的制动力。钢水流速越高，制动力越大；控制弯月面钢水流速可减弱湍流，使弯月面钢水平稳，显著减少保护渣的卷入；减弱钢水向凝固壳的