方坯轴承钢连铸过程中凝固行为

为了解轴承钢连铸过程中连铸坯的凝固传热过程,采用射钉试验和数值模拟相结合的方法,研究了不同拉速对连铸坯液芯长度及中心固相率的影响,探究了连铸坯坯壳厚度生长规律。通过射钉试验对数值模拟结果的验证表明,该数值模拟采用的凝固传热模型可以较准确地描述铸坯的凝固行为。研究表明,拉速越大,相同位置处连铸坯坯壳厚度越小,液芯长度越长,中心固相率越小,为末端电磁搅拌(F-EMS)安装位置提供了可靠依据。     

大方坯末端电磁搅拌位置和连铸工艺参数的确定

采用有限元方法,对某钢厂的重轨钢大方坯连铸机的凝固过程温度场分布情况、坯壳生长规律和凝固率进行了模拟研究。根据末端电磁搅拌对凝固率的要求,为该钢厂重轨钢大方坯连铸机的末端电磁搅拌位置和相应连铸工艺参数的确定提供了理论依据。根据模拟结果,确定在距弯月面11.6 m处安装末端电磁搅拌器,同时通过射钉试验和末端电磁搅拌生产试...     

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。     

电磁搅拌技术的发展及其在武钢的应用

电磁搅拌技术能够有效地改善铸坯的质量，成为金属凝固过程控制的重要手段之一。论述了电磁搅拌技术的发展、作用及其在武钢的应用。随着技术的进步和发展，电磁搅拌技术不断更新和发展，必将迎来一个辉煌的应用前案。     

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。     

凝固末端电磁搅拌技术的应用与实践

介绍了凝固末端电磁搅拌技术在酒钢宏兴炼轧厂3#方坯连铸机的应用实践,通过结合150 mm×150 mm小方坯连铸过程的工艺条件,对凝固末端电磁搅拌技术冶金原理的理论研究,验证了凝固末端电磁搅拌技术对连铸坯内部质量的影响。实践表明:凝固末端电磁搅拌技术能够有效改善中心偏析、V形偏析、中心疏松和缩孔缺陷,并且中心偏析的变化值和平均值都能显著减小,对高碳钢铸坯内部质量的改善效果明显。     

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.     

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.     

末端电磁搅拌位置确定及对SWRH82B钢中心偏析的影响

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况,采用有限元软件ANSYS建立了传热数学模型,并利用射钉结果修正数学模型中各段的传热系数,提高数学模型的准确性.结果表明,利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程.根据射钉和数值模拟结果,确定电磁搅拌位置.采用电磁搅拌后,铸坯中心碳偏析和缩孔下降.     

20CrMnTiH(FQ)大方坯连铸电磁搅拌技术研究

基于360 mm×450 mm大方坯连铸机装备条件,研究了改善大方坯20CrMnTiH(FQ)齿轮钢铸坯内部质量的电磁搅拌优化控制关键技术。采用凝固传热数值模拟计算确定了凝固末端电磁搅拌(F-EMS)最佳安装位置,实际测定并工业试验了组合电磁搅拌的磁场强度对铸坯内部质量的影响,最终确定出最优组合电磁搅拌工艺参数,实现了大方坯连铸生产20CrMnTiH(FQ)齿轮钢铸坯质量的致密化、均质化控制。     

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。     

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.     

圆坯凝固末端电磁搅拌作用下的流动与传热行为

以特殊钢圆坯连铸为研究对象, 建立了研究凝固末端电磁搅拌作用效果的三维耦合数值模型.利用分段计算模型获得末端电磁搅拌区域钢液流动与凝固的实际状态, 并采用达西源项法处理凝固末端钢液在糊状区的流动, 研究了不同电磁搅拌工艺参数下的电磁场分布及钢液的流动与传热特征.通过测量搅拌器中心线磁感应强度和铸坯表面温度验证了模型的准确性.研究结果表明: 电流强度每增加100 A, 搅拌器中心磁感应强度增加19.05 mT, 电磁力随着电流强度的增加显著增大.在20~40 Hz范围, 随着电流频率的提高, 中心磁感应强度略微下降, 但电磁力仍有所增加.在搅拌器区域, 液相穴内的钢液在切向电磁力的作用下旋转流动, 其切向速度随着电流强度和频率的增加而变大.末端电磁搅拌可促进钢液在圆坯径向的换热, 随着电流强度和频率的提高, 铸坯中心轴线上的钢液温度降低, 同时末端搅拌位置处的中心固相分率增加.      

电磁搅拌在连续铸钢中应用的评述

本文综合论述了电磁搅拌(EMS)在连续铸钢中应用的发展,电磁搅拌在改善连铸坯表面质量、皮下质量、内部质量和提高铸坯机械性能等方面的理论与实践。文中还评述了结晶器EMS器、二冷区和最终凝固段EMS器和复合搅拌三种类型的搅拌技术。并根据国外连铸电磁搅拌应用中存在的一些问题,以及我国连铸中应用电磁搅拌的现状,提出了发展我国电磁搅拌技术需要解决的一些问题。     

大方坯末端电磁搅拌试验研究

对280 mm×380 mm大方坯连铸凝固末端的最佳电磁搅拌频率进行了模拟。结果表明,在拉坯速度为0.7 m/min的条件下,凝固末端的最佳搅拌频率为4~8 Hz。在此范围内,随着频率的增加,液芯处的最大磁感应强度逐渐降低,最大电磁力逐渐增加。工业生产结果也表明,此频率范围的应用明显减轻了C元素的偏析程度。     

凝固末端螺旋电磁搅拌对大圆坯裂纹形成的影响

内部裂纹是特殊钢大圆坯常见缺陷之一。电磁搅拌是提高铸坯组织成分均匀性的常用技术手段，其中单绕组螺旋电磁搅拌器不仅结构简单、安装方便而且搅拌效果明显。为了探究凝固末端单绕组螺旋电磁搅拌(F-HEMS)对大圆坯内部钢液流动、凝固传热和裂纹形成的影响，采用试验和数值模拟方法进行研究，发现液相穴内钢液受电磁力作用，沿拉坯方向在电磁搅拌器高度范围内螺旋流动。F-HEMS使连铸坯内零塑性温度(T_ZD)至黏滞性温度(T_LI)区间的温度梯度增大了31.56%～42.27%,使T_ZD-T_LI区间宽度减小了6.6 mm。受F-HEMS影响，糊状区内的液相分数降低。连铸坯内的温度、Von-Mises应力与弹性等效应变分布均呈层状分布。在应用F-HEMS后，连铸坯T_ZD-T_LI区间内的Von-Mises应力平均降低了0.11 MPa,弹性等效应变平均降低了0.02百分点。在数值模拟和试验的基础上，提出了一种开裂指数，以预测内部开裂风险。研究发现，应用F-HEMS时的开裂指数比未应...     

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.     

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。     

连铸过程用电磁搅拌控制凝固

法国钢铁研究院(IRSID)是较早研究电磁搅拌并将它应用到连铸上,以工业方式生产的研究单位之一。本文是IRSID浇铸及凝固研究室主任ALBERNY,R.博士和BIRAT,J.P.工程师及RUER,J.工程师在西欧共同体煤钢联营组织的财政资助下对连铸坯的凝固组织,缺陷形成机理以及使用电磁搅拌对铸坯内部质量的改善情况作了大