结晶器电磁搅拌在小方坯连铸机上的应用

介绍结晶器电磁搅拌在R5m小方坯连铸机上的应用情况。采用内置式结晶器电磁搅拌后，连铸坯低倍组织大为改善，质量明显提高。拓宽了小方坯连铸机生产的钢种。     

电磁场相位对小方坯连铸结晶器电磁搅拌的影响

通过数值模拟对两相和三相结晶器电磁搅拌器作用下钢液内部的磁场和流场进行耦合数值分析,得出了不同相位电磁搅拌时,钢液内部磁感应强度、电磁体积力及搅拌速度的分布规律.模拟结果表明:在相位差为90°的两相电磁搅拌器结晶器电磁搅拌时,钢液内部的磁感应强度、电磁体积力及钢液的搅拌速度要比相位差为120°三相电磁搅拌器的高.计算结果与文献中实验结果及宣钢等厂的生产实践结果一致.     

SWRH82B小方坯中心偏析的改善

研究了过热度、二冷比水量和末端电磁搅拌等连铸工艺参数对SWRH82B小方坯中心偏析的影响。结果表明:降低过热度和增加二冷比水量可以改善小方坯的中心偏析;当拉速为2.6 m/min,比水量为1.8 L/kg时,F-EMS位置具有合适的液芯厚度;当F-EMS电流为500A,频率为10 Hz时,F-EMS具有优化的磁感应强度和电磁力。工艺参数优化后,SWRH82B小方坯中心质量得到了明显改善,盘条合格率得到了提高。     

电磁搅拌条件下小方坯结晶器内钢液流动行为的数值模拟

采用数模分析结合生产实践的方法,对小方坯连铸结晶器电磁搅拌过程及相关问题进行了理论与实践分析.结果表明,电流强度与频率对磁感应强度有直接影响;150 mm×150 mm断面的最佳搅拌频率为4Hz;当搅拌电流在250～400 A之间变化时,搅拌速度大小范围在0.71～ 1.06 m/s;该计算应用于生产实践取得了较好的生产实效.     

结晶器电磁搅拌技术的应用实践

介绍了连铸电磁搅拌器的分类及其对铸坯质量的影响,以及根据不同钢种的冶金质量要求合理选择电磁搅拌器的原则,分析了马钢方坯、圆坯连铸应用结晶器电磁搅拌的冶金效果,并对存在的问题提出了相应的改进建议.     

内置式结晶器电磁搅拌对60钢小方坯夹杂物的影响

为了60钢小方坯中夹杂物,采用电磁搅拌电流为0、150 A、250 A,频率为3 Hz工艺参数,进行非金属夹杂物出现频率对比和夹杂物的能谱分析比较。结果表明,采用内置式结晶器电磁搅拌后,60钢夹杂物得到了控制。随着搅拌强度增加,60钢中的夹杂物≥1.0级的基本消除,夹杂物≥0.5级的由原来的33.33%下降到8.47%。在浇注过程中随钢流带入的非金属夹杂物,如脱氧产物、耐火材料的冲刷、水口结瘤的冲刷等,经电磁搅拌后大部分可以被排出,证明电磁搅拌消失夹杂物效果明显。     

结晶器电磁搅拌电流对大方坯质量影响试验

进行了结晶器电磁搅拌电流对大方坯的内部质量影响的试验研究.结果表明:搅拌电流由250A增至500A时,大方坯中心区等轴晶率由18.80%增至36.24%,中心疏松全部控制在1.5级以下,中心偏析评级全部控制在1.5级以下,大方坯凝固组织的致密性和均匀性明显增加,大方坯中大型夹杂总量较低,促进夹杂物上浮.     

结晶器电磁搅拌在矩形坯连铸机上的应用

介绍结晶器电磁搅拌在矩形坯连铸机上的应用.采用内置式结晶器电磁搅拌后,连铸坯低倍组织大为改善,质量明显提高.     

电磁搅拌对铸坯成分偏析影响的机理

本文提出一种溶质“析出－扩散”机理，对铸坯凝固过程中化学尬发偏析现象的产生原因做出一解释。根据这种析出－扩散机理，建立了数学模型，利用这个模型，可以预测各种溶质在凝固过程中发生偏析的倾向。在析出－扩散机理及其数学模型的基础上，可以合理地解释电磁搅拌导致化学成分发生偏析的原因，，并为选择合适的搅拌强度提供理论依据。     

矩形坯连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的优化

通过对结晶器电磁搅拌工艺参数的优化,获得了良好的冶金效果,铸坯质量显著提高.     

Effect of electromagnetic stirring in mold on the macroscopic quality of high carbon steel billet

An industrial plant trial for optimizing the process parameters in a round billet continuous casting mold with electromagnetic stirring (M-EMS) was performed, in which the influences of stirring parameters with M-EMS on the solidification macrostructure of high carbon steel were investigated. The results show that the billet quality is not well controlled under the condition of working current and frequency with EMS, in which the subsurface crack of grade 1.0-2.0 ups to 38.09%, the central pipe of grade 1.0-1.5 reaches to 14.28%, and the central porosity of grade 1.5 is 14.29%. The parameters of current 260 A and frequency 8 Hz as the final optimum scheme has a remarkable effect for improving the macroscopic quality of billet, in which the subsurface crack, central pipe and skin blowhole are all disappeared, and the central porosity and carbon segregation are also well improved.     

圆坯凝固末端电磁搅拌电磁场的数值模拟

以某厂圆坯凝固末端电磁搅拌器为研究对象,建立了圆坯凝固末端电磁搅拌的三维数学模型。利用有限元软件ANSYS对电磁场的分布规律进行了数值模拟,研究了不同工艺参数对磁感应强度和电磁力分布规律的影响。研究结果表明：当电流频率为8 Hz,电流强度从100 A增加到400 A时,搅拌器中心处的磁感应强度从19.5 mT提高到77.9 mT,中心横截面上切向电磁力的最大值从115 N/m3提高到1 837 N/m3。当电流强度为300 A,电流频率从4 Hz增加到12 Hz时,搅拌器中心处的磁感应强度从60.3 mT下降到55.6 mT,中心横截面上切向电磁力的最大值从550.2 N/m3提高到1 501.8 N/m3。     

连铸坯凝固末端电磁搅拌位置及连铸工艺优化

为了预测180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固末端位置,对国内某厂方坯连铸机开展射钉试验,并基于Thercast模拟仿真研究了连铸工艺参数(过热度、冷却强度、拉速)对凝固末端位置的研究。结果表明,在过热度20 ℃、拉速0.85 m/min下,180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固终点距离弯月面11.39 m,而末端电磁搅拌位置在11.40 m,无法充分发挥末端电磁搅拌的作用。根据射钉试验、Thercast仿真结果、设备条件、生产节奏等因素对连铸工艺进行了优化,适当降低结晶器水和足辊水量,保持其他参数不变。连铸坯低倍质量表明,工艺优化前铸坯中心存在疏松缩孔,工艺优化后中心疏松为1级、中心偏析为0级,满足质量要求。此外,通过9点法检验了工艺优化后的铸坯碳极差,其值不高于0.12%,满足质量要求。     

方坯连铸永磁搅拌技术的发展现状与展望

电磁搅拌已经成为连铸工艺中改善铸坯质量的重要技术手段。相较于传统的三相交流电磁搅拌(EMS),基于烧结钕铁硼材料的旋转永磁体搅拌(PMS)具有磁感应强度较大、电能消耗低、结构较简单等优点。主要对比了电磁搅拌和永磁搅拌的技术特点,介绍了永磁搅拌在方坯连铸结晶器和凝固末端的应用现状;结晶器内永磁搅拌有效改善了铸坯的表面和内部质量,表面小孔缺陷明显减少,改善铸坯中心疏松和中心碳偏析;而应用于高碳钢连铸凝固末端,随着永磁搅拌磁体转速的增加,铸坯中心碳偏析指数明显降低,同时吨钢电能消耗仅约为传统电磁搅拌的15%。     

电磁搅拌对液态夹杂物聚并及去除行为的影响规律

高拉速连铸具有高效、低成本的特点,是未来连铸的发展方向。以常规板坯结晶器为研究对象,基于大涡模拟理论及欧拉-拉格朗日方法,对CSP结晶器内的多相流动及夹杂物碰撞聚并及去除行为展开深入分析。结果表明,电磁搅拌加剧了钢液在结晶器中的湍流强度,并促使更多夹杂物聚并上浮至渣金界面。并且,由于水平方向流速较大,钢液射流被限制在了电磁搅拌区域,显著降低了钢液射流深度,有利于夹杂物上浮。此外,由于电磁力的存在加剧了渣金界面波动,容易造成卷渣,因此,电磁搅拌对夹杂物的去除影响是双向的,既会提升内生夹杂物去除率,也会增加外来夹杂物的卷入风险。本模型对控制CSP结晶器连铸过程具有一定指导意义。     

电磁搅拌在湘钢6号铸机板坯生产中的使用优化

在断面为260 mm×2 050 mm板坯上使用二冷区电磁搅拌后,为改善常用拉速生产过程中产生的负偏析和更高拉速生产过程中产生的连续中心偏析及疏松,进行了不同搅拌模式及搅拌位置试验和电磁搅拌参数优化试验。试验得出：拉速0.85或0.95 m/min时,使用单对电搅辊能够减轻电搅产生的负偏析,同时可将中心偏析及疏松都控制在C1.0及以下级别;拉速增加到1.05 m/min时,使用两对电搅辊加强搅拌强度才能改善铸坯中心的连续偏析。     

电磁软接触连铸工业实验用结晶器结构

本文比较和分析了现有超音频电磁软接触连铸结晶器的不同结构及其工业应用存在的问题,同时介绍了宝钢切缝式电磁连铸结晶器的研究工作.     

电磁搅拌作用下弧形结晶器流场的数值模拟

研究了双侧孔浸入式水口条件下,弧形结晶器内流场受电磁搅拌作用的影响。建立了圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程的电磁场和流场数学模型,分别采用有限元和有限体积法进行数值求解,讨论不同电参数下结晶器内流场分布特点。结果表明：电磁力在水平面沿圆周方向呈非对称分布,竖直面上呈“中间大,两头小”分布;电磁搅拌作用使得结晶器内流场除出现上回流区外,还产生主回流区和下回流区,促进钢水流动,有利于等轴晶的形成和热传递;励磁电流强度是影响电磁搅拌作用的主要因素,频率的影响效果有限,最佳搅拌参数是[I＝200 A,][f＝3 Hz。]     

大方坯皮下负偏析带形成过程的数值模拟

针对某钢厂大方坯连铸过程中铸坯内部质量问题,通过耦合电磁-流动-热-溶质传输,建立多尺度、多物理场的三维数学模型,研究了高碳钢大方坯皮下负偏析带的形成过程。结果表明,铸坯皮下负偏析带是铸坯凝固前沿钢液流速和凝固速率共同作用的结果。对于四孔水口大方坯,铸坯皮下会经历两次负偏析,第一次负偏析是由水口射流造成的,第二次负偏析是由结晶器电磁搅拌造成的。磁搅参数的改变只会影响电磁搅拌影响区的负偏析程度,而不会影响负偏析带在铸坯中的位置及宽度,也不能改善铸坯中心的正偏析度。     

New method of direct chill casting of Al-6Si-3Cu-Mg semisolid billet by annulus electromagnetic stirring

The electromagnetic direct chill (EMDC) casting process is a well-established production route for aluminum alloy ingot, however, the skin effect restricts the casting diameter. In order to avoid this problem, annulus electromagnetic direct chill (A-EMDC) casting process has been developed. A three-dimension finite element computational model of A-EMDC casting process was established by using ANSYS Magnetic-Nodal programs and FLOTRAN CFD programs. Microstructures of A-EMDC casting semi-solid Al-6Si-3Cu-Mg alloy billets were investigated. Two pairs of vortexes occur within the crystallizer with opposite direction in A-EMDC. The annulus gap is advantageous to increasing circulate flow, reducing the temperature gradient as well as shallowing liquid sump depth. The microstructure obtained by A-EMDC is globular or rosette-like, and the microstructure is homogeneous in the billet.