板坯连铸结晶器电磁制动技术及其应用

叙述了板坯连铸结晶器中应用电磁制动技术的发展、研究状况。电磁制动技术可以控制结晶器内钢液的流动，减少结晶器保护渣的卷渣，有利于结晶器内夹杂物的去除，从而提高铸坯质量，并有利于提高铸坯拉速。研究结果表明电磁制动特性取决于板坯宽度、浇铸速度、氩气流速和浸入式水口(SEN)形状等浇铸参数，介绍了各种浇铸参数对电磁制动效果的影响。     

结晶器电磁制动技术的应用研究

论述了板坯连铸结晶器中应用电磁制动技术的发展、研究和应用状况。电磁制动技术可以控制结晶器内钢液面的波动,减少结晶器保护渣的卷渣,有利于结晶器内夹杂物的去除。鞍钢电磁制动的研究结果表明,电磁制动可降低液面波动50%以上,可提高目标拉速0.5m/m in。     

结晶器电磁制动技术在梅山高效连铸中的应用

为了得到较好的铸坯表面质量，满足生产高附加值、高技术含量的铜种要求，梅山钢铁公司炼钢厂在2^#高效连铸机上引进了国际上比较先进的结晶器电磁制动技术．本文主要介绍了结晶器电磁制动技术的基本参数和在梅铜连铸机上的实际应用。     

结晶器电磁制动技术在梅山高效连铸中的应用

为了得到较好的铸坯表面质量 ,满足生产高附加值 ,高技术含量的钢种要求 ,梅山炼钢厂在 2号高效连铸机上引进了国际上比较先进的结晶器电磁制动技术。主要介绍了结晶器电磁制动技术的基本参数和在梅山的实际应用。     

电磁制动技术在板坯连铸过程中的应用

考察了结晶器电磁制动技术在板坯连铸过程中的应用效果,比较了电磁制动对结晶器内钢液火焰状态和温度分布的影响,结果表明：合理的制动电流可使结晶器内钢液液面波动降低、火焰均匀分布,燃烧状态达到最佳,过大和过小都不利于火焰燃烧状态和传热的均匀性;施加电磁制动可显著提高结晶器内钢液温度分布的均匀性,平均温差由10℃降低到4℃;合理使用电磁制动有利于提高保护渣渣耗且使保护渣熔化更均匀,本研究条件下的吨钢渣耗提高了0.021kg;铸坯质量检验表明,使用电磁制动可降低铸坯中氧化夹杂物含量,对于试验条件下的低碳钢全氧质量分数降低了49%。     

连铸结晶器内电磁制动过程的数值模拟

电磁制动的磁场分布与电磁制动的冶金效果密切相关，建立了描述连铸结晶器内电磁制动过程的三维数学模型，在交错网络下利用半隐式压力校正算法求解了动量方程和感生电流方程，研制了带形电磁制动结晶器内的磁场和流场，并将计算机结果与实测值进行了比较，结果表明，合理的电磁制动磁场强度为0.04～0.24T。     

CSP结晶器EMBr的冶金效果和流场理论分析

对邯郸钢铁股份有限公司CSP结晶器EMBr冶金效果分析表明,在其它工艺条件相近的条件下,使用EMBr后,薄板坯w(T[O])比未使用EMBr的薄板坯w(T[O])降低了40%,薄板坯中大型夹杂物降低了61%;无电磁制动时,结晶器液面波动为±7 mm,使用电磁制动时,结晶器液面波动为±4 mm,薄板坯内部质量明显改善.应用CFX软件数学模拟了电磁制动及无电磁制动情况下的CSP结晶器流场,模拟结果表明结晶器弯月面钢水中心线速率降低了4倍,湍动能降低了3倍左右.电磁制动可明显提高薄板坯洁净度水平.     

全幅一段与全幅二段电磁制动对薄板坯连铸结晶器流场的影响

介绍了连铸结晶器流场电磁制动的有限差分数学模型.通过水力学模拟对计算程序首先进行了验证.随后分别计算了实际水口结构条件下全幅一段电磁制动与全幅二段电磁制动的结晶器流场,初步分析了电磁制动工艺对结晶器流场、液面波动的影响.结果表明,通过施加全幅一段电磁制动,能够有效地使结晶器内钢水流速平均化,减小对结晶器窄面凝固壳的撞击,降低液面波动.而全幅二段电磁制动对液面波动的效果更加明显.     

结晶器电磁制动技术在高效连铸中的应用

为了生产高附加值、高技术含量的钢材产品，梅山炼钢厂2号连铸机引进了先进的结晶器电磁制动装置，以改进铸坯质量。介绍该电磁制动装置的基本参数以及实际应用的情况。     

电磁制动对CSP漏斗型结晶器流场和液面波动的影响

针对铸坯断面为1 500 mm×90 mm的漏斗型结晶器,在拉速为5 m/min的条件下,通过耦合湍流模型、多相流模型以及电磁制动模型,计算了电磁场作用下结晶器内流体流动与液面波动特征.数值模拟结果表明,应用电磁制动能显著改变结晶器内钢液流动行为,使结晶器内流场分布更加均匀.此外,当施加的磁场强度为0.2和0.3T时,结晶器最大液面波动高度从未施加电磁制动时的15mm减小至9.2mm和2.33 mm.综合考虑到电磁制动效果与生产成本,合理的磁场强度应控制在0.2～0.3 T.     

电磁制动下结晶器内流体流动行为的数值研究

 数值模拟了在电磁制动作用下结晶器内金属液的流动行为,并研究了诸如磁感应强度,水口出口角度和磁场位置等各种操作条件对电磁制动效果的影响。数值模拟结果表明：应用电磁制动使结晶器内的流场有很大的改变。施加0.5 T的磁场使结晶器内金属液的表面流速最小,这一计算结果与实验结果十分吻合。为此,应用磁场对结晶器内的流场进行控制,有必要在一定的浇注条件下优化磁感应强度的大小。当磁感应强度、拉坯速度和水口出口角度一定时,磁场位置与水口浸入深度之比有一最佳值,可达到理想的电磁制动效果。     

连铸结晶器电磁制动的使用效果分析

对梅钢2号连铸机采用的FC-Mold（Flow Control Mold）全幅2段电磁制动器使用效果进行了研究。结果表明，随着线圈电流强度的增加，磁场强度增大，结晶器内流动情况随之发生变化。当下部线圈电流为800～850A时，结晶器下部磁场强度在0．35～0．45T左右。上部线圈电流从100A增加到400A时，结晶器上部磁场强度随电流强度增加从0．2T增加到0．3T以上。采用电磁制动技术后，结晶器液面波动幅度明显降低，结晶器内钢液温度约上升10℃左右，钢中非金属夹杂物数量较少且尺寸较小，未发现直径大于20μm的夹杂物。但采用电磁制动后仍发生了卷渣现象，该技术还有待于进一步优化研究。     

板坯结晶器电磁制动的模拟研究

采用低熔点金属模拟板坯电磁制动条件下结晶器内流场,使用超声多普勒测速仪测量结晶器内金属液流速.实验结果表明:电磁制动不仅能够抑制结晶器内金属液流动,而且能够改变流动方向和调节流速分布;单条型电磁制动能够增强上环流的流动,增大冲刷强度;流动控制结晶器能够改善上环流的流动,降低结晶器上部的冲刷强度.     

电磁制动技术在FTSC薄板坯连铸中的应用

针对河钢唐钢FTSC薄板坯连铸的技术特点,以1500 mm断面中碳钢SS400浇注过程为研究对象,采用摆浆、钉板和结晶器现场液位检测的方法,研究了不同钢种、断面、拉速与电磁制动电流的匹配过程.结果表明,电磁制动技术能有效降低结晶器表面流速、稳定结晶器液位标准差,提高铸坯质量.     

电磁制动对薄板坯结晶器内冶金行为的影响

为进一步提高多模5孔块电磁制动系统在高效连铸过程中的应用效果，以某钢厂FTSC薄板坯结晶器以及新型多模块连续电磁制动(MM-EMB)系统为原型，将结晶器内流场特征以及钢渣界面波动程度作为评判标准，采用数值模拟手段对不同电磁条件下的结晶器流场进行多物理场的耦合计算，重点揭示了在6 m/min的高拉速条件下，对电磁制动系统施加不同电流强度时，多模块连续电磁制动系统中不同线圈组合对薄板坯连铸结晶器内流场特征的影响规律。研究结果表明，结合5孔水口的结构特点，电磁制动(MM-EMB)系统依据其作用范围可将5组线圈分为2组控制单元，其中上部控制单元包含2组线圈，主要作用域为钢液流场上回流区域，当2组线圈施加电流由400 A增加到1 000 A时，可以有效降低钢液流股冲击钢渣界面的速度，减小钢渣界面波动；下部控制单元包含3组线圈，主要对结晶器内下回流起稳流作用，当3组线圈电流增大至800 A时，涡心位置和窄面冲击点明显下降，下回流强度和范围得到了有效控制。当将2组控制单元共同作用于结晶器钢液流场，下部控制单元线圈电流为800 A时，上部控制单元2组线圈施加电流取800 A可以达到最佳制动效果。将数值...     

电磁制动对坯壳冲击和弯月面温度影响的研究

本文采用数值模拟和现场试验研究了电磁制动对CSP结晶器内坯壳冲击和弯月面温度的影响。围绕电磁制动数值模拟，提出了钢水对结晶器内壁或铸坯初凝壳冲击和冲刷作用的半定量分析方法。数值模拟显示：电磁制动使钢水注流对结晶器窄边（最大）冲击位置上升40％，上升流的冲刷强度下降了86％，下降流的冲刷强度下降了10％，这有利于避免发生铸坯初凝壳被钢水热流重熔等现象，从而减少铸坯横裂等凝固缺陷；由现场对比试验知，使用电磁制动使弯月面钢液温度上升5．8℃．利于结晶器内钢水表面的化渣。     

宽度对CSP漏斗形结晶器电磁制动效果影响的数值模拟

 铸坯尺寸是影响电磁制动效果的重要因素。以某钢厂薄板坯CSP漏斗形结晶器为研究对象,建立了描述CSP漏斗形结晶器电磁制动的三维数学模型,研究宽度对电磁制动效果的影响。研究表明：3种铸坯宽度下,电磁制动均可使涡心位置上移并降低下部漩涡范围;电磁制动可降低自由液面水平方向流速,抑制弯月面波动,提高弯月面温度;在结晶器出口处,使用电磁制动可使铸坯宽面坯壳厚度更均匀并提高窄边凝固坯壳厚度;随铸坯宽度增加,电磁制动效果变得不明显。     

CSP连铸薄板坯中非金属夹杂物行为研究

通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪元素,采用金相观察、大样电解、电子探针及扫描电镜等多种方法对邯钢CSP流程低碳铝镇静钢中非金属夹杂物行为进行了调查研究,找出了夹杂物的来源、数量及分布的变化规律.研究表明CSP薄板坯的洁净度水平低于传统板坯,在相同的钢种和热轧板厚条件下,邯钢CSP热轧板卷生产的冷轧板缺陷率比传统工艺热轧板卷生产的冷轧板缺陷率高62%.对结晶器EMBr实际使用效果研究表明,无电磁制动时,结晶器液面波动为±7 mm,使用电磁制动时,结晶器液面波动为±4 mm,钢中w(TO)降低了40%,大型夹杂物减少了61%.应用CFX软件数学模拟了电磁制动及无电磁制动情况下的CSP结晶器流场.模拟结果表明,在邯钢现行工艺条件下,结晶器使用电磁制动后,结晶器弯月面钢水中心线速率降低了约3倍,湍动能降低了2倍左右.结晶器钢水流动减缓,结晶器钢水卷渣明显减轻,薄板坯洁净度明显改善.     

冶金行业常见缩略词

M-EMS:连铸结晶器中的电磁搅拌技术。F-EMS:连铸结晶器末端电磁搅拌技术。S-EMS:二冷区电磁搅拌技术。ESR:电渣重熔CC(CCM):连续浇铸HOCC:水平连续浇铸。Mold-EMBR(电磁制动结晶器):连铸时电磁搅拌结晶器内金属的装置,此装置可以减慢金属流的移动速度,使非金属夹杂物有充分时间上浮,这些夹杂物上浮至表面时由熔剂所俘获。由日本“Kawasaki”钢铁公司和瑞典ASEA公司命名。冶金行业常见缩略词@谷力功~~     

立式电磁制动对不同水口角度下连铸结晶器内流场的控制

利用Fluent软件模拟计算了常规板坯连铸和立式电磁制动板坯连铸过程,详细研究了不同水口出口角度结晶器内三维流场,为评价立式电磁制动技术的冶金效果提供理论依据.研究表明:常规连铸过程水口出口角度增加时,不利于夹杂物的上浮,影响铸坯质量;不同水口出口角度连铸过程应用立式电磁制动技术后,自由表面钢液流速、钢液主射流的运动速度和下回流区的冲击深度显著减小,利于稳定液面波动、减少卷渣、防止漏钢和促进夹杂物的上浮,符合立式电磁制动技术的设计思想.