辊式二冷区电磁搅拌频率对板坯质量影响试验研究

进行了辊式二冷区电磁搅拌不同频率对板坯质量影响的研究,试验选择搅拌频率分别是5、6、7、8、9 Hz。试验结果表明：在板坯电磁搅拌过程中,其它工艺参数相同的情况下,当频率由5 Hz增加到8 Hz时,板坯中心等轴晶率随着频率增大而增大;当频率由8 Hz增加到9 Hz,板坯中心等轴晶率随着频率增大而减小;当频率为8 Hz时板坯等轴晶率达到最大值,板坯的中心疏松全部控制在0.5级,中心偏析评级全部控制在C1.5级以下,铸坯凝固组织的致密性和均匀性增强。板坯二冷区电磁搅拌中电磁力随频率的变化不是单调的,而是有个最大值,最佳频率的位置与板坯厚度、钢水电导率、液芯大小、搅拌器参数等有关。     

高推力辊式电磁搅拌器在电工钢板上的应用及优化

针对某钢厂生产电工钢板项目的实际案例,通过有限元分析与实验测量相结合的方法研究了高推力辊式电磁搅拌器在230 mm铸坯上的最佳搅拌参数、搅拌参数随铸坯厚度变化规律及冶金效果。结果表明,电流为500 A,频率7 Hz,对230 mm铸坯能起到良好的搅拌效果。同设备高推力辊式电磁搅拌器搅拌不同铸坯,为获得较好冶金效果,随铸坯厚度的增加,电流强度和频率分别呈线性增加和逐渐递减趋势进行调整。产品使用后的冶金效果表明:优化应用高推力辊式电磁搅拌器可以明显改善铸坯的凝固组织,提高等轴晶率。     

二冷电磁搅拌下板坯连铸机内流动和凝固行为

二冷电磁搅拌(S-EMS)是板坯连铸生产中重要的电磁冶金技术。采用数值模拟方法研究了二冷电磁搅拌对板坯连铸机内钢液流动和凝固的影响。数值结果表明,二冷区电磁辊产生的磁场主要集中在电磁辊附近。二冷电磁搅拌对结晶器钢液的流场影响不明显,对二冷区凝固坯壳的厚度影响也不明显。当上下两对电磁辊的电流方向相反时,二冷区流场呈三环式;当上下两对电磁辊的电流方向相反时,二冷区流场呈双蝶式。     

连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌的磁场数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件,在电流频率为6 Hz、电流强度变化的情况下,对连铸板坯二冷区电磁搅拌进行了数值模拟.分析了电流强度为400 A、电流频率为6Hz时,铸坯内部的磁感应强度和电磁力的变化规律.结果表明,铸坯中心的磁感应强度随电流强度的增大而增大;铸坯中心的电磁力在一个周期的不同时刻向同一个方向移动,并在该力的作用下完成对钢液的搅拌.     

板坯连铸铸流电磁搅拌辊的设计与应用

利用有限元分析软件对板坯连铸铸流电磁搅拌辊的磁路结构及应用参数进行设计。根据连铸机辊列图,计算了铸流电磁搅拌辊的安装位置及各使用工艺参数下等轴晶率。在满足安装空间的基础上,计算了一定铁芯尺寸下的最佳安匝数、磁场强度、电磁搅拌辊各组件温度分布、辊套变形量等参数。模拟结果表明,电磁搅拌辊安装在扇形段1号段的1号位和9号位能得到47.6%～61.6%的等轴晶率。在辊套直径240 mm的尺寸下,结合绕线空间及安装空间,铁芯直径最大尺寸为127 mm,此铁芯尺寸下的最大电流为400 A。计算的搅拌辊温度分布、辊套变形量指导了工程冷却水量设计及机械结构设计。试验结果表明,数值模拟的磁感应强度与实际测试的磁感应强度基本一致。通过实际运行结果发现,设计的冷却水量满足冷却要求。浇注断面为200 mm×1 000 mm的400系不锈钢铸坯在拉速为0.9 m/min时,铸坯的等轴晶率为55%,这与设计值基本一致。模拟结果正确指导了板坯连铸铸流电磁搅拌辊的设计与应用。     

组合式电磁搅拌在铁素体不锈钢中的应用

在铁素体不锈钢连铸过程中单独使用箱式电磁搅拌存在低倍组织中等轴晶比例控制不稳定以及搅拌强度带来的白亮带等问题。为改善铁素体不锈钢的低倍组织,开展了组合式电磁搅拌在铁素体不锈钢的应用。在工业试验条件下,分析了单独箱式、单独辊式以及箱式＋辊式组合电磁搅拌等3种搅拌模式对410、430、441等铁素体不锈钢等轴晶比例和低倍质量的影响。结果表明,单独箱式和单独辊式均不能稳定控制铁素体不锈钢等轴晶比例。二冷上段单独施加箱式电磁搅拌或二冷下段单独施加辊式电磁搅拌,等轴晶比例均在50%以下。采用箱式＋辊式组合电磁搅拌,较高拉速条件下(1号连铸机),对两段组合式电磁搅拌参数进行优化,箱式搅拌参数1 210 A、2.7 Hz和辊式搅拌参数350 A、8 Hz,可以稳定地将等轴晶比例控制在60%以上,同时可以将二次柱状晶消除,得到较为理想的低倍组织;在较低拉速条件下(8号连铸机),采用箱式搅拌参数1 200 A、3.5 Hz和辊式搅拌参数380 A、8 Hz组合,白亮带缺陷明显改善。     

齿轮钢20CrMnTi连铸电磁搅拌工艺研究

为改善齿轮钢材质量,采用原住统计分布分析、钻点取样化学成分分析等方法,研究了改变连铸结晶器搅拌工艺所生产的20CrMnTi钢连铸坯中C、Mn、Cr等合金元素的分布情况,得到了表示合金元素分布的二维、三维分布图,以及可定量表征材料均匀度的统计偏析度,从而对连铸生产工艺参数进行优化.结果表明,在其它生产工艺参数稳定的情况下,结晶器电磁搅拌电流为400 A,频率为2.5 Hz时,生产的连铸坯合全元素偏析程度最小.     

二冷辊式电磁搅拌对高强钢低倍组织与性能的影响

通过工业化试验数据,系统地研究了二冷辊式电磁搅拌对高强钢内部质量及轧材性能的影响。结果表明:二冷辊式电磁搅拌能有效地改善连铸坯的低倍组织,低倍评级从1.5~3.0级提高至1.0~1.5级,中间裂纹都提高至0.5级以下,中心偏析从连续、半连续的A、B类偏析改善成点状的C类偏析;在目前工况下,当电流为400 A、频率为7 Hz时,铸坯的低倍质量最佳。使用辊式电磁搅拌后,元素C、P的成分偏析增加,尤其在铸坯1/4厚度处,C、P呈明显的负偏析,即白亮带区域。电磁搅拌对轧材的基本性能无明显影响,且能明显减轻轧材的中心偏析或中心区带状组织。     

连铸圆坯凝固末端电磁搅拌位置及工艺参数优化

通过有限元模拟对包钢圆坯铸机连铸过程钢液凝固过程进行分析,确定了凝固末端电磁搅拌的安装位置。采用瞬态磁场分析方法,分析了凝固末端电磁搅拌过程中铸坯内部的磁感应强度、电磁力的分布,并对凝固末端电磁搅拌的工艺参数进行了优化。通过优化计算,在拉速为0.45m/min,比水量为0.18L/kg,过热度为25℃的工艺条件下,430mm铸坯凝固末端的电磁搅拌工艺参数:电流为250A,最佳频率为10Hz。现场对搅拌器内部磁感应强度进行冷态测试,测试结果和模拟结果相符合。     

板坯连铸结晶器电磁搅拌参数优化数值模拟研究

摘 要：采用数值模拟的方法,对电磁搅拌下板坯结晶器内的流场进行了计算,考察了不同连铸工艺和搅拌电流作用下的流场结构和分布特征,提出了自由液面的卷渣指数（MFEI）和结晶器内流场均匀性指数（VUI）,介绍了上述指数对板坯结晶器内流场电磁搅拌效果的判定方法,进而提出了搅拌参数的综合优化方法。     

宽厚板铸机二冷区电磁搅拌工艺优化及长寿化攻关

通过对电磁搅拌辊磁场形成图、安装方式、电流应用值及搅拌方式对铸坯的冶金效果的深入分析,采取降低电磁搅拌电流及下移电搅辊安装位置等措施,可解决二冷区电磁搅拌在包钢宽厚板铸机应用过程中出现的搅拌不均、负偏析及启动时电磁干扰等问题,显著提升宽厚板铸坯的内部质量。同时改进电磁搅拌结构,有效提高其在线使用寿命。     

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。     

结晶器电磁搅拌对55CrSi弹簧钢铸坯质量的影响

为研究55CrSi弹簧钢连铸生产中采用的电磁搅拌技术对铸坯质量的影响,利用有限元法,对结晶器内不同搅拌参数下电磁场分布进行了模拟,对电磁力矩进行了理论计算,并系统地研究了结晶器电磁搅拌电流和频率对其铸坯质量的影响规律。试验结果表明：电磁搅拌电流和频率分别为320 A和3 Hz时,中心等轴晶率为29.62%,中心疏松减轻,缩孔消除,铸坯低倍质量有明显地改善;在其它浇注工艺参数不变的情况下,铸坯的中心等轴晶率与电磁力矩呈现对应关系,电磁力矩增大,铸坯中心等轴晶率提高。     

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 以搅拌器位置处的凝固层厚度以及磁场分布计算结果为依据确定了搅拌频率,并通过生产试验的效果确定了最佳搅拌参数。从试验结果来看,在拉速为1.0~1.1 m/min时搅拌器的最佳搅拌频率为6 Hz,拉速提高铸坯低倍上白亮带的宽度增加。优化后的搅拌参数明显改善了Q235铸坯的中心质量,降低了中心偏析级别。     

高温合金母合金锭的真空电磁铸造技术研究

为了提高高温合金母合金锭的内在质量，提出了在高温合金真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌的真空电磁铸造技术。使用电子探针和光学显微镜研究了在真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌对高温合金母合金锭内在质量的影响。结果表明：在高温合金真空熔铸的凝固过程中，合理施加50Hz，60A的电磁搅拌，细化和增加了高温合金母合金锭的等轴晶组织，减少了中心缩孔缩松的大小和分布，大幅减轻了枝晶偏析的程度，从而使高温合金母合金锭的内在质量得到明显的改善。