电磁搅拌对重轨钢凝固组织及均质性的影响

为提升重轨钢均质性和致密性,通过试验对比分析连铸电磁搅拌对大方坯重轨钢凝固组织及均质性的影响。结果表明:无电磁搅拌工艺条件下,铸坯凝固组织无明显分区,枝晶组织致密且铸坯窄面至距离窄面80 mm区域的均质性较好,但铸坯中心偏析严重;通过取消结晶器电磁搅拌(M-EMS)并采用凝固末端电磁搅拌(F-EMS)有利于重轨钢均质性和致密性协同提升,试验铸坯中心偏析可以得到补充控制,铸坯轧制钢轨的中心偏析控制良好,轨头Mn元素偏析度极差达到0.098,致密度达到0.976 4。     

辊式电磁搅拌线圈位置对板坯凝固行为的影响

铸流辊式电磁搅拌是当前调控板坯凝固组织与抑制中间裂纹的有效技术。为了揭示其作用机理以及使用过程伴生的铸态组织不对称与白亮带现象，通过建立连铸过程电磁-流动-传热-凝固耦合模型，并采用分段模拟法，研究了辊式电磁搅拌及其线圈不同偏置位置对1 600 mm×230 mm断面低合金高强钢板坯连铸凝固行为的影响。结果表明，电磁辊在坯壳凝固前沿所产生的行波磁场的切向力效应及其对浓化钢水流动与温度场的影响促使了柱状晶向等轴晶生长的转变，从而在铸态组织上消除了常见中间裂纹缺陷的发生条件。同时发现，在电磁辊线圈与板坯断面对中安装工况下，其行波磁场存在突出的端部效应，即起始侧的磁感应强度与电磁力明显小于推向侧，这是导致板坯断面两端铸态组织不对称的主要原因。通过将线圈向搅拌辊行波磁场起始侧偏置安装可以有效减轻这种不对称的作用行为。当前板坯断面条件下，偏置量为150 mm时，板坯两端的磁感应强度可接近一致，铸态组织实现基本对称。结合生产试验指出，搅拌辊在坯壳凝固前沿产生横向电磁推力的冲刷作用是造成其在铸态组织中发生负偏析白亮带的诱因，这种白亮带不影响当前产品的成材率，但在后续板带产品中的演变与危害性尚不清楚。     

磁场搅拌方式对Sn-11％Sb合金凝固组织与偏析的影响

中心偏析是钢连铸坯的常见缺陷,严重影响了产品的质量。电磁搅拌是对金属凝固过程进行控制、改善连铸坯质量的有效手段,旋转磁场电磁搅拌在钢的连铸过程中已得到广泛的应用,但螺旋磁场电磁搅拌的研究鲜见报道。以低熔点合金模拟钢的凝固过程,对采用不同电磁搅拌方式改善中心偏析缺陷的效果进行了模拟对比试验。研究了螺旋磁场电磁搅拌和旋转磁场电磁搅拌对Sn-11%Sb二元合金凝固组织的影响,并与常规条件下的凝固组织进行对比。试验结果表明,在相同电磁搅拌参数下,螺旋磁场电磁搅拌比旋转磁场电磁搅拌更能减小铸锭上下部成分之间的差异,细化晶粒,更好地促进铸锭成分均匀化效果。     

结晶器电磁搅拌对重轨钢大方坯内部质量的影响

采用对比试验研究的方法分析不同电磁搅拌强度下对重轨钢大方坯内部质量的影响,试验中采用搅拌电流分别为250、350、400、450和500 A,浇铸的铸坯均为24块.研究结果表明:搅拌电流由250 A增至500 A,铸坯中心偏析、中心疏松等的评判级别≤1.0级的比例分别达到95.83%和87.50%,研究确定的重轨钢连铸电磁搅拌强度I=500 A是改善重轨钢连铸坯内部质量的一项关键技术.使用结晶器电磁搅拌后,在电磁力的作用下,凝固前沿的液相对流会加剧,对以柱状晶生长的凝固前沿进行冲刷和清洗,凝固前沿的液相流动使母液与两相区的液体互相混合,使溶质浓度趋向均匀.     

过热度与组合电磁搅拌交互作用对重载钢轨钢铸坯组织及均质性的影响

为探究过热度及连铸组合式电磁搅拌交互作用对超大断面重载钢轨钢铸坯凝固组织及C、Mn元素宏观偏析的影响,在特定组合电搅工艺条件下,开展了不同过热度的工艺对比试验;通过数值模拟计算,定性分析了过热度对连铸坯冷却凝固及组织构成的影响;在此基础上解析过热度与电磁搅拌交互作用对铸坯凝固组织及C、Mn元素宏观偏析的实际影响。探讨性的提出提高大方坯重载钢轨钢铸坯均质性及致密性技术思路。     

7#铸机大方坯断面生产重轨钢铸坯质量评价

文章通过对7#铸机设备改造后生产的大方坯断面重轨钢坯内外部质量对比,分析了结晶器电磁搅拌、动态二冷配水、动态轻压下对铸坯的中心碳偏析指数、疏松及铸坯凝固组织的影响,得出7#铸机两个大方坯断面重轨钢在合理拉速、过热度匹配下,采用结晶器电磁搅拌+轻压下工艺后,铸坯内部质量良好,不仅使铸坯等轴晶比率为52.3%~58.3%,也可使铸坯中心碳偏析指数控制在1.07以下。     

电磁搅拌对连铸方坯中心偏析的影响

在川崎钢铁公司水岛厂,连铸电磁搅拌始于1973年。它的应用结果表明,单点电磁搅拌能增加铸坯的等轴晶率,但不能显著降低铸坯的中心偏析。为了减少铸坯中心偏析,对单点电磁搅拌和多点电磁搅拌进行了广泛的工业性试验。本文根据铸坯凝固组织的形态,讨论了多点电磁搅拌对不同规格铸坯的影响。     

末端电磁搅拌参数优化对重轨钢铸坯质量的影响

通过对1#铸机设备改造前后所生产的重轨钢坯内外部质量对比,分析了1#铸机采用不同的凝固末端搅拌参数对重轨钢铸坯的中心碳偏析指数、疏松、及铸坯凝固组织的影响,得出1#铸机280 mm×380 mm断面重轨钢在拉速为0.6 m/min、过热度为25℃的连铸工艺参数条件下,凝固末端电磁搅拌参数为350 A/8 Hz,不仅使铸坯等轴晶率为25%~30%,也可使铸坯中心碳偏析指数均控制在1.10以下。     

连铸坯白亮带形成机理分析探讨

 为进一步明确白亮带形成机理,通过开展连铸工艺对比试验,对白亮带铸坯进行偏析及凝固组织检验,在此基础上对凝固末端电磁搅拌及凝固末端压下工艺对铸坯白亮带形成的影响作用进行分析。最终从工艺条件对连铸坯凝固组织影响的角度提出白亮带的本质及其形成机理,得出白亮带的本质为致密晶杆组织,具体组织类型决定于电磁搅拌具体安装位置,形成机理为外加力场作用导致白亮带区域凝固组织致密性明显高于其附近区域,致密的低溶质浓度晶杆组织经过酸洗腐蚀以后即呈现出白亮特征,即白亮带。     

凝固末端电磁搅拌对82B碳偏析的影响

对比分析了在不同末端电磁搅拌、过热度参数下高碳钢82B碳偏析的变化趋势。结果表明,电磁搅拌强度与碳偏析非简单正相关,而是随着不同的浇铸温度区间发生变化。同时,在同样末端电磁搅拌参数下,钢水过热度的高低对高碳钢铸坯碳偏析的影响较大,在充分考虑钢水可浇性的前提下,低过热度可以得到良好的铸态组织并减轻碳元素偏析。     

电磁搅拌改善板坯凝固组织的试验研究

采用正交设计方法,考查电磁搅拌工艺参数对铸坯质量的影响。并利用优化的电磁搅拌参数,进行大量的工业试验,研究了电磁搅拌对板坯凝固组织的等轴晶率和枝晶臂间距的影响。试验结果表明,铸坯的等轴晶率提高了9．48％,一、二次枝晶臂间距分别缩小了6％和11．7％,细化了组织,显著改善了铸坯的质量。     

小方坯冶金长度与中心偏析的预测模型

采用连铸坯末端电磁搅拌技术能有效的减轻宏观偏析,但由于现场实际工况的多变,凝固末端位置常常发生变化,使得电磁搅拌效果不是很理想.本文建立了连铸坯凝固过程传热数学模型,利用该模型计算出铸坯固相率分布,温度分度以及含碳量分布.由固相率分布可以预测铸坯冶金长度,在不同的操作条件下,通过冶金长度的自动控制来达到末端电磁搅拌的最佳效果.     

石横特钢厂水平连铸机增设电磁搅拌的探讨

电磁搅拌是改善金属凝固组织，提高产品质量的有效手段，在水平连铸机上应用可改善铸坯质量。文章结合石横特钢厂水平连铸机生产实际，指出采用二级电磁搅拌装置的水平连铸电磁搅拌法可改善铸坯结晶状态，减少芯部缺陷。     

凝固末端电磁搅拌和轻压下复合技术对大方坯高碳钢偏析和中心缩孔的影响

基于ANSYS软件建立了310 mm×360 mm断面大方坯连铸过程二维凝固传热数学模型,并采用窄面射钉试验及铸坯表面测温试验对模型的准确性进行了验证.通过模型研究了过热度、拉速和二冷比水量对铸坯中心固相率以及凝固坯壳分布的影响,并结合高碳耐磨球钢BU的高温拉伸试验结果,确定了最佳的拉速以及最优轻压下压下区间要求.通过工业试验对理论模型进行了验证,并分析研究了拉速对采用凝固末端电磁搅拌(F-EMS)以及凝固末端17 mm大压下量的轻压下技术生产310 mm×360 mm断面大方坯高碳耐磨球钢BU铸坯的偏析和中心缩孔的影响.结果表明:采用凝固末端电磁搅拌和轻压下复合技术,通过调整拉速优先满足轻压下压下区间要求,可显著降低中心偏析、V型偏析及中心缩孔,但如果仅达到凝固末端电磁搅拌位置要求时,则铸坯中心质量不会得到明显改善.拉速为0.52 m·min-1且轻压下压下区间铸坯中心固相率为0.30~0.75时,偏析和中心缩孔有很大程度的改善,不合理的压下量分配会引起铸坯出现内裂纹以及中心负偏析.      

小方坯连铸电磁搅拌工艺技术对高碳钢铸坯质量的影响

介绍了电磁搅拌技术在小方坯铸机上的应用效果,通过调整结晶器电磁搅拌和未端电磁搅拌电流强度,研究其对小方坯低倍组织、中心疏松、中间裂纹和中心偏析等的影响,从而优化电磁搅拌工艺参数。实践结果表明,根据铸机条件应用电磁搅拌技术,有利于改善连铸坯的凝固组织,提高等轴晶率,减小中心偏析,从而改善铸坯内部质量。     

电磁搅拌对C19400-SiC复合材料组织及性能的影响

研究了电磁搅拌对C19400-SiC复合材料铸态组织性能的影响。实验表明,C19400-SiC复合材料铸态晶粒尺寸随着SiC含量的增加而减小,采用电磁搅拌后,复合材料铸态晶粒尺寸进一步减小。此外,采用电磁搅拌后,复合材料硬度提高,SiC添加量为0.6%时复合材料铸态布氏硬度达到最高值76.0。     

间歇式变向复合电磁搅拌作用下60Si2CrVAT钢的凝固组织

研究了间歇式变向复合电磁搅拌作用下60Si2CrVAT弹簧钢连铸坯的凝固组织.结果表明,间歇式变向复合电磁搅拌工艺可以显著减少60Si2CrVAT弹簧钢铸坯断面中心疏松和缩孔,提高铸坯凝固组织的致密度.铸坯中二次枝晶臂间距为30～250 μm,中心等轴区由铸坯断面面积的19.6%增加到25%,铸坯内部质量得到了极大的改善.     

宁钢板坯连铸机电磁搅拌应用实践

为了改善连铸坯内部质量，宁钢在连铸机二冷段安装了电磁搅拌装置，两对搅拌辊装配在扇形段二段1#和7#辊位。以230 mm×(950～1 650) mm断面规格板坯为研究对象，在凝固过程中施加电磁搅拌，研究其对铸坯凝固组织的影响。试验钢种在0.9～1.3 m/min拉速下，单边凝固厚度为板坯厚度的1/4～1/3，此时的电磁搅拌效果最佳。结果表明:在凝固过程中经过电磁搅拌，板坯中心缺陷程度减轻，内部质量得到明显改善。     

电磁搅拌工艺对模具钢组织和性能的影响

连铸二冷区辊式电磁搅拌能够打断凝固前沿枝晶,破碎的枝晶在剩余钢液中成为弥散等轴晶形核点,扩大铸坯中心等轴晶比例;另一方面,钢液的流动使未凝固钢液成分均匀化,减少中心偏析和疏松。通过对采用电磁搅拌工艺生产的中厚板模具钢进行低倍、硬度及组织分析,研究电磁搅拌工艺对改善模具钢组织和性能产生的影响。     

扇形段电磁搅拌对U71Mn重轨钢质量的影响

在采用有限元分析软件全面计算了大方坯在连铸过程中的温度场分布、凝固末端的位置的基础上,确定了扇形段电磁搅拌器的安装位置.并在现场进行了结晶器搅拌和结晶器 扇形段电磁搅拌对U71Mn钢组织的影响的研究.组织和成分检验表明,同一炉钢搅拌流比无搅拌流中心疏松更加弥散化;有扇形段搅拌比无扇形段搅拌的铸坯在中心偏析、夹杂物分布有不同程度的改善;搅拌流的中心部位碳峰值明显减小,碳偏析指数降低1.7%～12.5%;铸坯成分偏析的方差值减小9.4%～38.3%.