Physical modeling and numerical simulation of electromagnetic stirring in a slab continuous casting mold

Through physical modeling and numerical simulation,the flow field in a slab continuous casting mold with electromagnetic stirring is measured under different casting parameters and stirring currents. To qualitatively evaluate the flow field in the mold,two indexes,i. e.,mold flux entrapment and velocity uniformity,are proposed.Based on these two indexes,some optimized stirring parameters under different casting conditions can be determined.     

连铸结晶器电磁搅拌对夹杂物的影响

在连铸过程中 ,夹杂物对钢的质量有着重要影响。本文分析了结晶器电磁搅拌对夹杂物的作用机理 ,简要叙述了结晶器电磁搅拌对铸坯内夹杂物含量、大小、分布及其形态的影响     

电磁搅拌作用下水口深度对液面波动的影响

 结晶器内液面波动会影响连铸坯的质量,施加电磁搅拌使钢液的液面呈旋转抛物面。电磁搅拌电流过大或拉速过高会造成保护渣卷渣现象,对铸坯质量造成不利的影响。以某钢厂[?]250 mm连铸圆坯结晶器电磁搅拌为研究对象,采用电磁-流体单相耦合的方式及流体体积函数VOF模型,建立描述结晶器电磁搅拌作用下液面波动的数学模型,研究电磁搅拌作用下浸入式水口深度对液面波动的影响。研究表明,通过增大水口深度,能够改善因电磁搅拌强度过大或拉速过大造成的卷渣现象,减小水口附近的液面波动。     

M-EMS对马氏体不锈钢连铸坯质量的影响

根据工业试验结果,分析了结晶器电磁搅拌（M-EMS）对马氏体不锈钢连铸坯的中心疏松、等轴晶率、缩孔及表面质量的影响,并对电磁搅拌对铸坯凝固的影响机理进行了探讨。结果表明：经结晶器电磁搅拌后,当平均磁感应强度B为0．066T时,铸坯中心等轴晶率平均达到了50％,最高达57％,中心疏松均在1.5级以下,中心缩孔90％在1．0级内;铸坯表面质量由使用二冷区电磁搅拌的85％提高到97％,为结晶器电磁搅拌工艺参数的优化及设计提供了一定的依据。     

一种新型的连铸电磁搅拌技术

介绍了一种新型的连铸电磁搅拌技术，并与结晶器和二冷段电磁搅拌作了比较。采用了注流，二冷段和凝固末端组合式电磁搅拌技术，在与结晶器，二冷 凝固末端组合式相同搅拌强度下，可望取得相似的搅拌效果。     

电磁脱氧-电磁连铸法生产高性能无氧铜

提出一种在国内企业现有装备基础上生产高性能无氧铜的电磁脱氧-电磁连铸的方法，并完成工业试验和批量生产。结果显示，采用多级电磁搅拌方式，可实现大尺度、高性能无氧铜材料的非真空、低成本、连续性生产，并在材料组织和物理、机械性能方面优于目前生产的同类材料。电磁搅拌系统及工艺的优化是实现铜液脱氧的关键。连铸电磁场、结晶器、电磁参数与铸造工艺的匹配和优化，对铸坯组织、性能、质量有重要影响。     

连铸结晶器电磁搅拌磁场及钢液流场模拟

 建立了大方坯连铸结晶器电磁搅拌条件下电磁场及钢液流场数学模型,开发了相应的Visual Cast仿真软件,并应用软件模拟分析了大方坯连铸结晶器内磁场、电磁力分布及双侧孔浸入式水口条件下结晶器内钢液流场的分布特征。结果表明,结晶器内磁场分布均匀,并沿横断面水平旋转,电磁力的旋转周期为磁场旋转周期的一半。电磁搅拌改变了结晶器内流场形态,减小回流区和冲击深度,有利于促进钢液中非金属夹杂物上浮排除,提高大方坯洁净度。     

软接触结晶器电磁连铸技术研究现状

 从磁场分布和结晶器设计、磁场对铸坯表面质量改善的机理、电磁场作用下结晶器内弯月面的行为、磁场施加方式的演变等几个方面,综合论述了软接触结晶器电磁连铸技术的发展现状,并指出了该技术未来发展过程中值得注意的几个方面。     

GCr15钢大方坯结晶器电磁搅拌工艺参数优化研究

摘要：为明确不同电磁搅拌条件对结晶器内钢液流动、传热行为的影响规律,对现场大方坯连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的配置提供依据,采用ANSYS Fluent及Maxwell研究了320mm×280mm断面GCr15高碳轴承钢连铸过程中结晶器电磁搅拌工艺参数对结晶器内钢液温度场、磁场特性、注流冲击深度及液面波动的影响规律。研究结果表明,在M-EMS作用下,结晶器内钢液温度的耗散明显优于无电磁场作用工况,有利于改善结晶器内温度均匀性。注流的冲击深度随电流强度的增大而降低,而频率改变对钢液冲击深度影响不明显。当电磁搅拌电流强度一定时,随着搅拌频率增加,液面波动趋于平缓;当搅拌频率一定时,随着电流强度增加,液面波动变剧烈。对于320mm×280mm断面GCr15高碳轴承钢不同工艺进行工业试验,只改变结晶器电磁搅拌参数,从300A/2Hz调整到350A/3Hz,铸坯横截面中心碳偏析指数从1.06降低到1.01,铸坯纵截面中心碳偏析指数的平均值从0.98升至0.99,适合该钢种结晶器电磁搅拌工艺参数为350A/3Hz。     

圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内磁场分布数值模拟

 用数值模拟方法研究了圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内磁场分布,讨论改变结晶器结构参数、工艺参数和电参数等因素对结晶器内磁场的影响。结果表明,结晶器内磁场强度在结晶器高度方向上先增大再减小,在感应线圈中心偏下处,磁感应强度达最大;综合考虑结晶器结构和透磁性,切缝宽度选为05 mm,切缝数为8;当自由液面位于感应线圈的中心位置时能获得最大的磁感应强度;随着电流和频率的增加,结晶器内磁感应强度也随着增加。     

提高板坯连铸拉速的技术措施

阐述了国内外高速板坯连铸技术的发展现状,介绍了其所采用的诸如保护渣、结晶器振动、浸入式水口、结晶器液面控制、电磁制动、大容量中问包等技术措施,并对如何提高拉速提出了设想。     

方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场的数值模拟

对方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,分析了不同电流强度、电流频率、结晶器铜管以及结晶器内水套对电磁搅拌器内磁场分布的影响,得到了磁场特性与电磁搅拌参数的关系,模拟结果与实测结果一致;并得出采用合适的电磁搅拌参数可以在结晶器内获得合理有效地电磁搅拌强度,从而可以更有效地改善铸坯的质量.     

国内外电磁搅拌技术的发展与展望

总结了电磁搅拌技术的发展、作用及其在国内外的应用,分析了组合式电磁搅拌、多模式电磁搅拌、电磁制动技术及连铸的软接触技术的特点,提出了关于优化鞍钢主要连铸生产线的几点建议.     

Effect of Structure Parameters on Power and Magnetic Field in Electromagnetic Soft-Contact Continuous Casting System

To design a power source system and mold for electromagnetic soft-contact continuous casting process and to theoretically estimate the heat losses from the charges and the system power, the effect of structure parameters on system power and magnetic flux density distribution was calculated using finite element method. The results show that as for electromagnetic soft-contact continuous casting system with partial-segment type mold, the power consumption is much more than that with a full-segment type mold; about 62% of electric power is dissipated in the mold, and the effective acting range of magnetic field is relatively narrow. Optimizing mold structure is a crucial measure of remarkably reducing mold power consumption and saving electric energy. Increasing slit number, width, and length can remarkably increase the magnetic flux density in the mold and can reduce the electric energy consumption. Among structure parameters, slit number and slit width are relatively more effective to reduce energy consumption. For a round billet electromagnetic continuous casting system with diameter of 178 ram, the reasonable slit number, width, and length are about 24--32, 0. 5--1.0 mm, and 160 mm, respectively.     

Research on segregation control for round billet of anti-sulfur steel

The carbon segregation that occurs in a round billet leads to instability in the anti-sulfur steel pipe.The maximum difference in the C content of these billets can reach 0.08%,and the equiaxed grain ratio is about 37.0%.In this paper,reasonable casting and mixing parameters were obtained by a study of the casting process,mold electromagnetic stirring,and the final electromagnetic stirring process.First,a mathematical model was established for the solidification and heat transfer of round-billet continuous casting using the characteristics of the continuous-casting process for sulfur-resistant steel pipes.The relationship between the casting speed,cooling-water ratio,and thickness of the shell at the final stirring position was analyzed.Then,the electromagnetic force and the liquid steel flow velocity were simulated and used to obtain reasonable parameters for the mold and final electromagnetic stirring.Through optimization of the casting and electromagnetic stirring technologies,the equiaxed grain ratio of the continuous-casting round billet increased to 53.4%and the maximum difference in the C content of the billet reduced to 0.031%.     

1Cr13半马氏体不锈钢连铸坯纵裂纹形成机理及控制

针对1Cr13半马氏体不锈钢包晶反应凝固组织不均匀、高温力学性能差等特点,分析了邢钢炼钢厂6#连铸机1Cr13半马氏体不锈钢连铸坯纵裂纹形成的机理,从过热度、拉速、冷却制度、结晶器电磁搅拌、保护渣选择等方面,使连铸坯表面纵裂纹得到了有效控制,连铸坯修磨损失率降低了3.4％.     

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。     

连铸坯凝固钩形成机理与控制技术综述

对凝固钩的形成机理与控制技术进行了文献综述.凝固钩的研究方法主要有金相观察法和数值模拟法,两者共同加深了对凝固钩形成机理的认识.在铸坯宽面中心、宽面和窄面边缘处凝固钩平均长度要大于其他部位,凝固钩尺寸随着振痕深度的增加而增大.凝固钩的平均长度随钢中碳含量的降低而增大,超低碳钢和低碳钢中凝固钩问题尤为突出.减小凝固钩尺寸...     

连铸过程中夹杂物去除数值模拟研究现状

摘要：随着钢材质量要求的提高,连铸过程中夹杂物的控制已经成为了钢铁企业的重要课题。受限于现实条件及连铸过程的复杂性,数值模拟技术成为了研究连铸过程夹杂物行为的重要手段之一。结合数值模拟研究现状介绍了中间包内电磁技术、流动控制元件和底吹氩技术对夹杂物上浮去除的积极作用,发现夹杂物性质及非等温条件对夹杂物行为的影响还较少被研究;探讨了优化浸入式水口（SEN）和合理应用电磁技术对结晶器内夹杂物去除的重要影响,当前结晶器内的夹杂物模拟研究正在向微观层面进行过渡。连铸过程中夹杂物行为的数值模拟研究随着计算机技术的发展和数学模型的完善也在不断进步。     

电磁搅拌对石油管用圆坯内部质量的改善

针对P110级石油管用圆坯27Mn2Cr钢连铸坯凝固组织差、中心缩孔严重等缺陷,结合实际生产工艺进行分析,发现不适宜的电磁搅拌工艺及与拉速匹配性差是引起上述问题的主要原因。因此,对结晶器和末端电搅强度进行测量及优化,同时建立?220 mm规格圆坯凝固传热模型,以确定合理的连铸机拉速。通过分析表明,拉速由1.30 m/min提高至1.70 m/min并搭配合理的电搅工艺,铸坯中心等轴晶所占比例由16%提高至25%,中心缩孔消失;同时铸坯内部碳偏析指数范围由0.938~1.062缩小至0.951~1.038,改善了石油套管用圆坯的内部质量。