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。     

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。     

电磁搅拌技术在板坯连铸中的应用

介绍了电磁搅拌技术的原理、电磁搅拌器的分类、电磁搅拌装置的应用条件,河北敬业集团板坯连铸机在二冷区应用双辊电磁搅拌器后,铸坯中心获得了较宽的等轴晶带,减少了中心疏松和中心偏析,改善了铸坯表面及内部质量,取得了较好效果。     

提高板坯连铸水平的最新进展达涅利罗特莱克辊式电磁搅拌装置

辊式电磁搅拌器是一种装在厚板坯连铸机结晶下面或铸流上，具有特殊结构形式的电磁搅拌装置（S-EMS）。目前，世界上有各种各样的S-EMS结构形式。对于所有这些结构形式，冶金目的都是与没有安装电磁搅拌器的传统式板坯连铸机相比，在铸坯内部能够获得更为均匀的凝固组织。辊式电磁搅拌器是达混利罗特莱克的专有技术，     

连铸板坯行波电磁搅拌器磁感应强度的影响因素

采用三维高斯计在实验室测定了自行研制的板坯连铸用行波搅拌器的磁场变化规律。结果表明,在给定输入频率与两相对磁极间距下研制的双侧搅拌器的磁感应强度随输入电流的增加呈线性增加,为了使搅拌器中心的磁感应强度达到600×10^-4T,输入电流约为600 A。在(180~220)mm×(900~1 630)mm板坯连铸机单侧二冷电磁搅拌现场测试结果表明,如采用所研制的双侧直线型电磁搅拌器时,输入电流只要445~595 A,中心磁场的磁感应强度即可达(450~600)×10^-4T,有效地提高了搅拌效率。     

小方坯凝固末端电磁搅拌的磁场数值模拟

 利用ANSYS软件对160 mm×160 mm小方坯凝固末端电磁搅拌器所产生的电磁场分布进行了模拟。计算了小方坯内部磁场分布情况,同时计算出在不同搅拌电流条件下的铸坯凝固末端凝固前沿钢液液芯所受的电磁力与钢液的转速。结果表明,铸坯凝固前沿磁感应强度、电磁力及钢液转速均随着搅拌电流的增加而增大。结合实际生产情况,确定凝固末端液芯半径为175 mm,电磁搅拌频率为6 Hz时,最佳搅拌电流为400 A,此状态下凝固前沿由电磁力引起的钢液最大转速为12 r/s。     

分节式电磁搅拌在超宽板坯上的应用

在连铸二次冷却区采用电磁搅拌能有效提高铸坯等轴晶率、减轻中心偏析、改善铸坯内部质量。南钢1#板坯连铸机首次投入使用分节式电磁搅拌技术装置,在二次冷却区使用分节式电磁搅拌辊代替原有支承辊,利用电磁感应原理,使内部钢液形成蝶形流场,干预铸坯内部钢液的自然凝固过程,从而有效控制铸坯低倍质量。     

板坯电磁搅拌参数的优化研究

本文对板坯电磁搅拌在现场使用过程中的参数进行优化,考察了搅拌辊对面安装时,搅拌参数变化对板坯铸机铸坯内部等轴晶率的影响。研究表明,对于200mm×1380mm断面的低碳钢,搅拌模式的影响最显著,最佳的搅拌参数为：电流强度400A,电源频率5Hz,搅拌方式为连续,搅拌模式为三环型。板坯电磁搅拌经过优化后,应用效果显著,低碳钢的等轴晶率可提高20％。     

辊式电磁搅拌器的试验与应用

阐述了武钢第二炼钢厂辊式电磁搅拌器的结构与原理.通过对电磁搅拌安装位置、电流强度、频率等参数的选择,确定了电磁搅拌最佳的工艺参数,同时经过一年多的应用表明,该辊式电磁搅拌器可以明显改善铸坯的凝固组织,提高铸坯的内部质量.     

二冷区辊式电磁搅拌在安钢板坯的试验和应用

依据制定的正交试验表,进行电磁搅拌工艺试验。通过酸蚀检验铸坯低倍试样和钻孔分析元素的偏析指数,确定了安钢第一炼轧厂二冷区辊式电磁搅拌的最优工艺参数。生产应用实践表明,该辊式电磁搅拌器可以明显改善铸坯的凝固组织,提高铸坯的内部质量。     

Numerical Simulation of Electromagnetic Field and Flow Pattern in a Continuous Slab Caster with In-roll Type Strand Electromagnetic Stirring

The electromagnetic field and flow analysis model were developed to simulate the electromagnetic field and the flow pattern in a vertical curved continuous slab caster with the in-roll type strand electromagnetic stirring.The transient electromagnetic field distribution and the induced electromagnetic force were numerically described.The effects of stirring current,stirring frequency,and different stirrer configurations on the electromagnetically driven flow field in the strand were investigated and the optimization of the stirring parameters was discussed by performing a relative comparison of numerical results.Results show that the in-roller type strand electromagnetic stirrer(SEMS)pair generates the fluctuating magnetic fields,penetrating through the cast slab and periodically parallel shifting along the slab wide face with time evolution.The transient induced electromagnetic forces travels toward the magnetic flux shifting direction.Different stirring parameters(i.e.current and frequency)and stirrer configurations affect the stirring strength and the flow recirculation pattern in the strand,which are closely related to metallurgical performances of the stirrers.There is an optimum frequency to obtain the maximum stirring.The present model provides a relatively theoretical insight into the in-roll type strand electromagnetic stirring system for best operating.     

铁素体不锈钢铸轧薄带凝固组织对冷轧退火带晶粒簇的影响

 研究了Cr17铁素体不锈钢铸轧薄带凝固组织对其冷轧退火带晶粒簇、成形性和皱折特性的影响。利用电子背散射衍射技术对Cr17铁素体不锈钢铸轧薄带及相应的冷轧退火带进行了显微织构分析。结果表明：①Cr17铁素体不锈钢铸轧薄带冷轧退火带的晶粒簇依赖于初始铸轧薄带的凝固组织类型;②柱状晶组织的铸轧薄带具有显著的{001}∥ND晶体取向特征,而等轴晶组织的铸轧薄带晶体取向随机、分散;③等轴晶组织铸轧薄带比柱状晶组织铸轧薄带的冷轧退火带具有更少的{001}<110>晶粒簇和更多的{111}<112>、{111}<110>晶粒簇;④铸轧薄带的等轴晶组织比柱状晶组织有利于提高冷轧退火带的成形和抗皱性能。     

铁素体不锈钢凝固组织的影响因素

 铁素体不锈钢凝固过程中形成的柱状晶会影响钢的成形性,减少甚至避免铸坯柱状晶的形成,促进等轴晶的形成,对铁素体不锈钢来说尤为重要。采用连铸和模铸的试验方法浇铸了铁素体不锈钢430,以分析影响其凝固结构的因素。结果表明,电磁搅拌对430不锈钢连铸坯等轴晶的形成作用显著。无论模铸试验还是连铸试验,冷却强度对430铸坯柱状晶的形成都有明显的影响。在模铸试验条件下,碳、氮含量越高,越有利于其凝固时等轴晶的形成;在连铸试验条件下,由于温度梯度大,碳、氮含量对凝固组织的影响被削弱,但如果对钢液进行搅拌,碳、氮含量的变化对凝固组织仍然有明显的影响。     

国内外2205双相钢连铸坯凝固组织及碳偏析分析

以国内外两家先进不锈钢生产企业的2205双相不锈钢连铸方坯为研究对象,对比分析了其相应的凝固组织特征和宏观碳偏析分布。研究发现,国外2205连铸坯凝固组织柱状晶较为发达,柱状晶比例为76%,宏观碳偏析总体较低;而国内2205连铸坯等轴晶占主要部分,等轴晶比例为58%,存在严重的中心碳偏析。通过进一步对比国外样品柱状晶区和等轴晶区的致密度得出,柱状晶区平均致密度为0.89,高于等轴晶的0.84,高致密度的凝固组织对降低宏观偏析有利。因此,为了获得较为均匀的连铸坯成分和较低的宏观偏析度,合理的柱状晶和等轴晶比例非常重要。     

430铁素体不锈钢板坯组织分析

采用金相显微镜(OM)对430铁素体不锈钢板坯宏观组织和金相组织进行检测,采用X射线衍射(XRD)和差热分析的方法对板坯中物相进行分析,并用电子探针(EPMA)确定铸坯中元素分布。结果表明:430不锈钢铸坯试样在加热过程中发生了铁素体和奥氏体的相变,X射线衍射图谱中只有体心立方的α相峰位;430不锈钢板坯宏观组织由柱状晶和等轴晶组成;板坯金相组织由铁素体基体和长条状、块状的马氏体组成,存在成分偏析;柱状晶区金相组织中马氏体质量分数为30％,而等轴晶区金相组织中马氏体质量分数为14％。     

板坯连铸工艺参数对取向硅钢铸坯中心等轴晶率的影响

通过对取向硅钢铸坯的低倍检验,研究了中间包钢水过热度、电磁搅拌电流、二冷水强度、拉速及断面尺寸对铸坯中心等轴晶率的影响。结果表明,试验条件下,中间包钢水过热度控制在14~18 ℃范围内时,因过热度不同引起的中心等轴晶率的变化较小,变化范围仅为0%~3%;电磁搅拌电流和铸坯断面尺寸对中心等轴晶率的影响较为明显,随搅拌电流的增大,中心等轴晶率呈增加的趋势,而当铸坯断面尺寸增加时其呈减小的趋势;二冷水强度和拉速对中心等轴晶率的影响相对较小,随着二冷水强度的增大,中心等轴晶率呈减小的趋势,而当拉速提高时其呈增加的趋势。     

不锈钢连铸生产中工艺因素对S EMS效率的影响

铸流电磁搅拌（S EMS）的应用是提高铁素体不锈钢产品表面质量的重要保证,但却存在诸多工艺、设备因素影响着S EMS的使用效果,使不锈钢生产厂无法得到稳定且可满足要求的板坯等轴晶率。宝钢股份不锈钢分公司在电磁搅拌冶金效果的工艺影响因素方面做了研究,初步阐述了其内在联系和机理,为铁素体不锈钢连铸生产提供了工艺方向。     

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。     

双辊连铸不锈钢薄带凝固组织特点

 通过金相观察分析了同径双辊薄带连铸机上生产的奥氏体不锈钢薄带的凝固组织,结果表明：铸带凝固组织包括2个柱状晶区和1个等轴晶区,其等轴晶呈近球形或蔷薇形。与传统连铸板坯相比,其柱状晶区一次及二次枝晶的间距较小,等轴晶粒内部为非枝晶结构,其尺寸大约是连铸坯等轴晶的1/10,凝固组织更致密。     

电磁搅拌技术在连铸上的应用

在连铸坯凝固过程中,由于冷却速度很快,造成铸坯凝固时柱状晶的发展,往往产生＂搭桥＂现象,导致铸坯内缩孔、偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷产生。为解决以上问题,电磁搅拌技术应运而生,采用电磁搅拌装置,有利于改善连铸坯的凝固组织,从而改善铸坯表面及内部质量。本文介绍了电磁搅拌的主要类型、设备组成及其应用效果。