电磁制动技术在连铸机中应用

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1、电磁制动技术在连铸机中应用　　【摘要】将电磁制动装置运用于结晶器的流场控制上，能够有效防止其内部驻波的形成，从而达到减少流动干扰的目的。本文首先介绍了电磁制动的发展以及电磁制动装置的组成，重点研究了其在连铸机中的应用效果，结果表明其使用效果良好，能够为高拉速浇铸的质量提供可靠保障。【关键词】电磁制动；连铸机；表面质量引言电磁制动的基本原理是：在与铸流垂直的方向上，施加一个静态磁场给结晶器，从而实现对流动钢液的制动；在电磁感应的作用下，钢流中会产生一个感应电压，从而出现有感应电流，这些电流在静态磁场中会产生一个作用力，该作用

2、力的方向与钢水的运动方向相反，属于制动力。电磁制动技术在改善连铸结晶器中的钢水流场的分布上具有较好的效果，能够有效减少卷渣，有利于夹杂物的上浮等。当下，电磁制动技术在世界范围内得到了广泛应用，在最新投产的薄板坯连铸机上几乎全部采用了电磁制动装置。1、电磁制动的发展6第一代电磁制动装置是由瑞典的ABB和日本川崎钢铁公司在1980年初联合开发出来的，该电磁制动装置被安置在结晶器的宽面上以及浸入式水口的两侧，有效的控制了钢液的速度以及方向，避免了钢液冲刷窄面坯壳，保证液面的稳定；但是当时的电磁制动装置存在磁场作用范围小，流股无法

3、稳定，无法实现有力制动以及参数的优化较为困难等问题。90年代初期，电磁制动技术得到了较大发展，将单一的固定磁场运用于整个板坯上，这种结构在薄板坯连铸中较为常用，它能够有效减少钢水的流速以及波动，防止保护渣卷入其中。Al或Si脱氧钢需要出去其中的夹杂物。因此，需要将一个固定磁场安装在结晶器的底部，从而减小夹杂物的穿入，由此也致使了FC-MOLD的出现，将两个磁场设置于结晶器上，第一代FC-MOLD中，四个线圈是连接在一起的，不能对两个磁场实施独立控制，其控制效果主要是针对结晶器内钢水的流动而言的。第二代FC-MOLD的特点是

4、可以对两个磁场实施独立控制，可以进一步减小夹杂物的穿入深度。2、电磁制动装置的组成组成电磁制动装置的主要部件有：可控硅变频器、带铁芯线圈、高压变压器以及冷却水设备等；安装于结晶器的活动侧以及固定侧。图1给出了其示意图。在结晶器的各个宽面的滑行横杆上安装有电磁制动装置的铁芯。通过滑行横杆的移动，电磁制动装置的铁芯可以传输到与结晶器水套相接近的位置。高速流通的电流在铁芯中产生静态的磁场，全部浇注宽度都被覆盖于磁场之中。由洛沦兹力而得到的制动力能够将钢流制动。63、电磁制动装置的操作电磁制动装置的操作有两种模式：手动模式和自动模

5、式，其中，前者的操作在操作站中完成，而在正常情况下是采用自动模式进行操作。在自动模式下，直接将基础自动控制输入主控室中的相关设备中，也可以进入到2级系统中进行选择；如果采用的是前者，操作者通过手动的方法将电流值输入；如果采用的是后者，则需要按照储存的数据选择电流值。在线圈与可控硅变频器之间安装必要的安全开关，正常操作情况下，安全开关是打开的，进行机器维修时，需要将安全开关关闭。在操作电磁制动装置时，需要满足如下条件：1）冷却系统正常；2）在浇注开始的一段时间内，引锭头需要在结晶器下方1米以上，浇注速度在0.8米每分钟以上；

6、3）当选择“出尾坯”时，电磁制动装置将自动关闭；当出现紧急降速，电磁制动装置也会自动关闭；4）铁芯必须位于工作位上。4、电磁制动装置的使用效果通常，连铸机都有较高的浇铸速度，在高速运转的情况下，涡旋会将结晶器保护渣卷入到钢水中，这些夹杂物还来不及浮上来的时候就进入到6板坯坯壳中并与之一起凝固，大大降低了钢板的质量，另外，铸速较高时，钢水冲击结晶器窄面的力度会增大，有可能会造成刚刚凝固的坯壳融化掉。电磁制动装置的使用能够减缓钢流流动的速度，钢液的冲击深度也因此而降低。钢水流动的速度与电磁制动装置产生的制动力是成正比的。4.1

7、消除驻波现象，平稳结晶器液面在连铸机的使用过程中，驻波现象十分突出。驻波是指部分钢水流股在结晶器液面处形成的波峰，驻波距窄边的距离与浇铸的速度、结晶器液面的高低以及水口的形式点等都有较大的关系。在形成驻波的地方，结晶器的液面会发生剧烈的波动，卷渣现象十分严重，有可能造成粘结漏钢等事故。应用电磁制动装置之后，钢水主流股的流速得到了明显的减缓，铸坯窄面受到的冲击也得到了改善，液面的波动幅度显著减小。4.2降低铸坯表面纵向裂纹指数电磁制动技术的使用大大改善了钢水的流动状态，驻波现象被消除，稳定了液面，铸坯初生坯壳与结晶器铜板之前

8、的润滑状况得到了改善，减少了铸坯表面纵向裂纹的出现。有学者专门研究了铸坯表面纵向裂纹、电磁制动以及电流大小三者之间的关系。当电磁制动装置没有被投入使用时，板坯纵向裂纹指数为1.0；电磁制动装置投入使用后，当电流分别为：50A、85A以及125A时，板坯纵向裂纹指数分别为0.8、0.5以及0.3。由此可知