Φ270 mm圆坯末端电磁搅拌工艺的研究

试验分析了不同凝固末端电磁搅拌(F-EMS)参数对Φ270 mm断面铸坯中心等轴晶比率和碳偏析指数等的影响。结果表明,连铸中碳钢时,末端电磁搅拌参数采用300 A/10Hz,可使铸坯中心等轴晶率达到35%以上,铸坯中心碳偏析指数小于1.05。     

380mm×280mm大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

利用有限元分析软件,建立了380 mm×280 mm大方坯结晶器电磁搅拌的三维数学模型,系统研究了电磁搅拌工艺参数(电流250～500 A,频率1.5～3.0 Hz,结晶器铜板厚度34～40 mm)对结晶器内电磁场的分布影响。结果表明,结晶器内磁感应强度沿铸流轴向呈"两端小、中间大"分布;电流从350 A增大到500 A,搅拌器中心的磁感应强度呈线性递增;频率由1.5Hz增大到3.0Hz,搅拌器中心磁感应强度仅减小0.001 5 T;随着结晶器铜板厚度的增大,铸坯宽面、窄面和角部的磁感应强度都减小。在实际连铸U71Mn重轨钢中,电流应该维持在400 A以上。     

圆坯结晶器应用电磁搅拌的物理模拟

 以某钢厂 500mm圆坯连铸结晶器为原型,建立了1∶1的物理模型,通过机械搅拌模拟结晶器电磁搅拌,分析研究了电磁搅拌对结晶器内钢液的流动、夹杂物去除率的影响。试验研究表明：电磁搅拌使结晶器内的钢液有一定的水平切向速度,使搅拌区钢水温度的分布更加均匀,有利于结晶器内保护渣的均匀熔化。电磁搅拌能够把水口冲击的轴向速度变为径向速度,从而大大降低流股的冲击深度,能有效地促进夹杂物的上浮和热区中心的上移。但并不是搅拌强度越大,夹杂物的去除率就越高,试验表明,在相同时间内,当搅拌强度为48r/min左右时,夹杂物的上浮率最高。     

小方坯结晶器电磁搅拌模拟研究

以小方坯结晶器电磁搅拌为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立了小方坯结晶器电磁搅拌的三维数学模型。讨论了不同工艺参数下,电磁感应强度及电磁力的大小和分布规律。结果表明:结晶器铜管温度对结晶器电磁感应强度有明显的影响;在搅拌器中心轴线方向,电磁感应强度呈现中间大,两头小的分布规律,而在搅拌器中心横截面径向方向,电磁感应强度和电磁力都呈现中间小,两头大的分布规律;当频率一定时,电磁感应强度以及电磁力都随着电流的增大而增大;当电流强度一定时,电磁感应强度随着频率的增大而减小,而电磁力随着频率的增大而增大。     

圆坯连铸结晶器电磁搅拌数学模拟

用数学模拟对马钢一钢厂圆坯连铸结晶器(断面尺寸为φ450mm)电磁搅拌过程进行了研究,找出变化规律,确定合理的工艺参数,优化结晶器流场．电磁搅拌过程的计算结果表明：磁场强度随搅拌频率减小、搅拌电流增大而增大;电流强度不改变磁场分布;在结晶器高度方向上磁场分布呈现中间大两端小的特征,流场在搅拌力作用下更趋于合理．最佳搅拌工艺参数为：搅拌电流350A,频率2Hz．     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

小方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

借助有限元分析软件ANSYS,对150mm×150mm小方坯连铸结晶器电磁搅拌在电流为150A,频率变化情况下的钢液内部磁感应强度和电磁力进行了数值分析,并分析了结晶器厚度对钢液内部磁场的影响以及不同时刻钢液内部电磁力的分布。模拟结果表明,在结晶器电磁搅拌时,同一个断面上,4个角部的磁感应强度最大;随着频率的增加,钢液内部磁感应强度降低,钢液边部电磁力在4~5Hz时最大;钢液内部的电磁力在1个周期的不同时刻,形成了同一个方向的力偶,在这个力偶的作用下,完成了对钢液的搅拌;结晶器厚度对钢液内部磁场影响很大,厚度增加,钢液内部磁感应强度降低。     

结晶器电磁搅拌对Φ450 mm连铸圆坯组织和夹杂物的影响

试验和分析了结晶器电磁搅拌(M-EMS)对0.6%C钢Φ450 mm连铸圆坯的中心等轴晶区比率,碳、硫偏析,疏松和非金属夹杂物数量、大小和分布的影响.结果表明,经450A电磁搅拌后圆铸坯中平均中心等轴晶的比率由未经电磁搅拌的7.6%提高到58.1%,碳偏析指数由1.10降至1.03,硫偏析指数由1.15降至1.09,圆铸坯平均氧含量降低4.5×10-6,夹杂物含量和尺寸均明显降低.     

280 mm×380 mm方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟

根据麦克斯韦电磁理论,建立了280 mm×380 mm方坯连铸结晶器电磁搅拌的数学模型,并应用模型分析了结晶器内电磁场、电磁力的分布特征,以及电磁搅拌电流强度、频率等对电磁场和电磁力的影响.结果表明,旋转磁场在结晶器搅拌区域内产生电磁力,使钢液在水平方向形成旋转流动;电磁搅拌所产生的磁感应强度的大小与搅拌电流大小成线性关系,而在低频率搅拌条件下频率的大小对电磁搅拌强度的影响较小.     

结晶器电磁搅拌电流对Φ650 mm大圆坯内部质量的影响

通过铸坯低倍组织宏观检验方法和金属原位统计分布分析技术,以钢厂生产的35钢（0.35%C）为例,研究了结晶器电磁搅拌电流（200~450 A,3 Hz）对Φ650 mm大断面连铸圆坯等轴晶率、致密度和碳偏析度的影响。结果表明,搅拌频率3 Hz时,结晶器电磁搅拌电流由200 A增加至450 A时,等轴晶率由24.2%提高至56.8%,同时铸坯各区域致密度呈现逐渐增大的趋势,其中铸坯中心区域致密度增加明显,由0.864增至0.9376;随着搅拌电流的增加,铸坯碳偏析度呈现逐渐减轻的趋势。综合考虑各因素,当结晶器电磁搅拌电流为450 A,频率为3 Hz,铸坯等轴晶比例最大,铸坯内部质量最好。     

结晶器电磁搅拌对中碳铝镇静钢Φ450 mm圆坯中夹杂物的影响

采用夹杂物全自动分析仪研究了结晶器电磁搅拌对中碳铝镇静钢Φ450 mm连铸圆坯中的非金属夹杂物的数量、大小、分布的影响.结果表明,除边部区域外,电磁搅拌工艺条件下铸坯其他区域的夹杂物数量均低于无电磁搅拌工艺.电磁搅拌工艺条件下,随着从铸坯边部向中心移动,1～3μm的小尺寸夹杂物的数量逐渐减少,距离铸坯边部132～152...     

圆坯连铸机结晶器电磁搅拌的研究与实践

对圆坯连铸机结晶器内磁感应强度分布特征和结晶器电磁搅拌对GCr15钢碳偏析的影响进行了研究。研究表明:结晶器的磁感应强度随电流的增强而增大直至趋于平稳,随搅拌频率的增大而降低;结晶器内磁感应强度轴向最大位置在距结晶器上口900mm位置,向两侧陡降;径向分布不均匀,由搅拌器内表面向中心逐渐减小;高频率经结晶器铜管后衰减更大。当M-EMS参数在(450A/3.0Hz),改善了铸坯的C偏析,获得良好的工艺效果。     

结晶器电磁搅拌对圆坯质量影响的研究

通过数值模拟计算了马钢圆坯连铸（断面尺寸为Ф450mm）电磁搅拌参数对磁场分布的影响,并通过生产试验研究了电磁搅拌参数对铸坯质量的影响。模拟计算表明,结晶器磁场强度随着搅拌电流的增加而增大,电流不变时,频率越小,磁场强度越大。现场试验表明,采用电磁搅拌能有效改善铸坯低倍组织,搅拌电流越大,铸坯中心等轴晶比率越高;电磁搅拌还能有效改善铸坯疏松和中心偏析状况。选择合适的电磁搅拌参数可以获得良好的铸坯质量。     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌三维电磁场的数值模拟

借助ANSYS有限元分析软件对240mm×280mm大方坯结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,系统研究了电磁搅拌参数对结晶器内磁场和电磁力的影响规律.结果表明:磁场在结晶器电磁搅拌器内产生的旋转电磁力在水平截面上形成一对力偶,驱使钢液顺时针旋转;结晶器高度方向上磁场分布呈\     

带结晶器电磁搅拌的大圆坯连铸的数值模拟

在圆坯连铸中,结晶器电磁搅拌器(M-EMS)是常见的改善钢流内流场的手段。众所周知,液芯的流动对最终产品的质量有着重要影响,用M-EMS能优化凝固前沿的流速,进一步促进柱状晶向等轴晶的转变,进而改善铸坯的表面和皮下缺陷。在奥钢联多纳维茨钢厂,绝大多数产品的生产都应用了M-EMS。由于在奥钢联多纳维茨钢厂的恶劣环境下难于进行测量,因此研究采用数值模拟的方法。连铸过程1:1比例的物理模拟也很难实现,因为水的传导率太低,且液态金属不透明或金属处理难,因此数值模拟就成为获得整个过程较好的重要手段。数值模型考虑了流场和电磁场的完全耦合,许多物理问题都用最优参数进行模拟,流场用商业有限元CFD编码软件FLUENT进行计算,电磁场用商业有限元求解器ANSYSEMAG计算。采用这种方法可以研究各种参数对流场和凝固组织的影响,也能揭示搅拌频率和搅拌强度的变化对液芯内部流场的影响。应用数值模拟能够加深对电磁场下连铸过程的认识,也能够找到优化的参数。     

IF钢板坯结晶器电磁搅拌数值模拟与工艺实践

针对高拉速IF钢铸坯夹杂与气泡缺陷封闭率偏高的问题,通过数值模拟研究了水口浸入深度和拉速对结晶器流场的影响,结果表明,在结晶器电磁搅拌电流为600 A、频率3.5 Hz工况下,随着拉速增高,自由液面活跃指数呈现先增大后减小再增大的趋势,在拉速1.05 m/min附近,最高达0.67,在1.6 m/min附近,最低达0.35,流场均匀性指数略有降低,最佳的自由液面活跃指数为0.5±0.05;当拉速低于1.0 m/min时,随着水口浸入深度的增加,自由液面活跃指数逐步增大至0.40,当拉速大于1.0 m/min时,随着水口浸入深度增加,自由液面活跃指数逐步降低,当拉速大于1.4 m/min时,随着水口浸入深度的增加,自由液面活跃指数大幅下降至0.37;IF钢结晶器电磁搅拌工艺优化后,铸坯夹杂与气泡缺陷封闭率均值下降4%,取得了显著的效果。     

160 mm x 160 mm连铸坯结晶器电磁搅拌对钢液流场影响的数值模拟

采用数值模拟方法对比研究了160 mm×160 mm铸坯电磁搅拌参数对钢液搅动和结晶器内流场的影响。结果表明,在频率(1.0～5.0 Hz)条件下,磁感应强度随着频率的增大而减小,且变化量较大。钢液内电磁力沿圆周方向对称分布。在电流(200～500 A)条件下,磁感应强度随着电流的增大而增大。结晶器内半径方向上电磁力波动较大,存在多个波峰,波峰最大的位置都在距结晶器铜管15 mm处,与搅拌电流的大小无关,电磁力随电流的增大而增大。小方坯结晶器电磁搅拌频率应控制在3～4.5 Hz,电流大小应控制在300～500 A。     

圆坯连铸结晶器电磁搅拌技术开发与应用

建立天钢圆坯连铸结晶器电磁搅拌数学模型,提出82B、37Mn5等典型钢种的结晶器电磁搅拌工艺参数.应用模型优化连铸工艺及结晶器电磁搅拌工艺制度,改善铸态组织,提高铸坯内部质量,中心偏析、中心疏松、中心缩孔,中心碳偏析指数≤1.10.     

结晶器电磁搅拌对圆坯质量的影响

研究分析了圆坯结晶器电磁搅拌(M—EMS）对圆坯质量的影响，工业实践始果表明，结晶器电磁搅拌对提高铸坯内部组织的致密度，扩大铸坯中心等轴晶比率，减少铸坯中心疏松、成分偏析、中心编孔等缺陷有显著效果。     

360 mm×450 mm方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

根据麦克斯韦电磁理论,建立了360 mm ×450 mm方坯连铸结晶器电磁旋转搅拌的数学模型,分析了结晶器内电磁场、电磁力的分布特征以及电流(300～700 A)、搅拌频率(2.0～3.0 Hz)对电磁场和电磁力的影响.结果表明,旋转磁场在结晶器搅拌区域内产生电磁力,使钢液在水平方向形成旋转流动;磁感应强度与搅拌电流成线性关系,在低频率搅拌条件下频率对电磁搅拌强度的影响较小.