方坯连铸结晶器电磁搅拌的研究与应用

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1、方坯连铸结晶器电磁搅拌的研究与应用王琪张兴利梁新维赵彻栗金刚（河北钢铁集团承德分公司技术中心）摘要：通过在承钢八流方坯连铸机上进行工业试验，系统的研究了结晶器电磁搅拌对连铸坯缩孔、屮心偏析和纯净度的影响。通过试验的逐步摸索，对电磁搅拌工艺参数逐步优化，明显改善了连铸坯质量。关键词：结品器电磁搅拌、连铸、铸坯质量1前言连铸坯的中心缩孔、中心偏析以及夹杂物等问题一直是影响铸坯内部质量的严重缺陷。电磁搅拌作为控制凝固过程的有效手段在生产中得到了广泛的应用。根据电磁搅拌的位置可分为结晶器电磁搅拌EMS）、二冷电磁搅拌（S—EMS）和凝固末端电磁搅拌（F—EMS）。承钢

2、炼钢厂于2006年引进结晶器电磁搅拌技术，通过在八流方坯连铸机上的使用，研究了结晶器电磁搅拌对连铸坯中心缩孔、中心偏析以及纯净度的影响，并对电磁搅拌参数进行了优化，使得连铸坯质量得到改善，满足了生产高质量品种钢的要求。2试验方案及方法表1连铸机主要技术参数项目参数机型弧形连铸机铸机流数八机八流弯曲半径,0112浇注断面,nrni165*165冷却方式气水冷却电磁搅拌方式结晶器外置式电磁搅拌电磁搅拌电流，A260、280、300、320、350、380、400电磁搅拌频率，Ik3、3.5、4拉速,m/min1.8~2.1结晶器高度,mm10002.1试验方案生产

3、工艺流程：100t捉锐转炉->100t炼钢转炉->110tLF精炼炉->八机八流方坯连铸机。试验钢种为45钢，采用电磁搅拌和不采用电磁搅拌进行对比试验，研究铸坯缩孔、屮心偏析及组织的变化。通过改变电磁搅拌参数，对比不同参数下对铸坯质量的影响。2.2试验方法（1）在连铸机电磁搅拌结晶器各流上分别采用不同参数的电磁搅拌和不采用电磁搅拌，在不同的温度、拉速下截取铸坯试样。（2）对截取的铸坯试样进行切割、车铳、磨光、酸洗，做低倍检验，研究电磁搅拌对缩孔、偏析等铸坯质量的影响。（3）对铸坯试样做化学成分分析。（4）対铸坯试样做夹杂物分析。3试验结果和分析试验钢种为45,

4、试验炉次中间包过热度15°C〜40°C,拉速1.7m/min^2.Om/min,结品器进出水温差4.8°C〜6.9°C,电磁搅拌工艺参数见表2表2承钢5#连铸机生产试验钢的结晶器电磁搅拌器生产技术工艺参数编号炉号搅拌参数搅拌器线圈冷却水电流A电压V频率Hz方式流量L•kg,出水温度。C电导率G165033283003583反搅2.451.186.8265033292803253反搅2.450.585365033302903353正搅2.452.983.4465033312903393正搅2.45386.3□65033322904154正搅2.453.698.5

5、665038782703023反搅2.852.5104765038792903263正搅2.8541023.1结晶器电磁搅拌对连铸坯质量的影响铸坯低倍检验分析结果见表3表3有电磁搅拌铸坯的低倍检验评级结果编号炉号中心偏析中心疏松皮下气泡非金属夹杂物缩孔角部裂纹皮下裂纹中间裂纹中心裂纹1-16503328010.51131222-165033290111131323-16503330010.50.5121215-16503332010.50.50.531106-165038780110.51.52.511.517-16503879010.510.52111编号炉

6、号中心偏析中心疏松皮下气泡非金属夹杂物缩孔角部裂纹皮下裂纹中间裂纹中心裂纹1-26503328010113.51322-2650332901111.5413.533-26503330010.511.5312.525-26503332010.51231116-26503878010.50.5232217-265038790100.51.54122注：编号中1-K1-2,前面的数字代表炉号，1代表炉号为6503328,依此类推;后面的数字代表有无电磁搅拌，1代表有电磁搅拌，2代表无电磁搅拌。3.1.1结晶器电磁搅拌对缩孔的影响由表3可以看出，使用电磁搅拌对改善铸坯

7、缩孔缺陷有明显效果。在同一频率下，随着电磁搅拌强度的增加，0.5级1级缩孔发生频度增加，说明改善中心缩孔效果明显。当达到一定值时，随着强度增加，改善缩孔的效果不明显甚至对改善缩孔不利。这是因为电磁力与磁感应强度的平方成正比，而磁感应强度与电流成正比，所以增加电流可显著增加搅拌力。搅拌力增加加快了结晶器内钢水温度的散失，使结晶器内温度分布更均匀，因此对改善连铸坯的缩孔有利。当电流增大到一定程度后，磁场强度过大吋，结晶器弯月面形状将发生变化，使弯月面的凹陷深度变大，即靠近结晶器壁处液面上升，中心部分液面下降。波动的弯月面使结晶器内温度场变得不均匀，对改善缩孔不利，

8、甚至加重了缩孔的形成。对45钢种，电磁