连铸新技术

非金属夹杂物、偏析和裂纹是连铸坯的三大主要质量问题.这些问题会影响金属收得率和产量.在结晶器采用电磁搅拌和电磁闸可以控制结晶器流场,从而有利于夹杂物上浮.此外,采用电磁结晶器可以防止振痕的产生,从而改善铸坯的表面质量.通过控制非金属夹杂物的化学成分,可以减少夹杂物对钢帘线、不锈钢丝等材料的负面影响,可以采用低温浇注、轻压下和电磁搅拌降低中心偏析.     

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~~     

结晶器电磁搅拌对方坯中非金属夹杂物去除的影响研究

电磁力影响金属熔体中非金属夹杂物的分布及颗粒的传输速度,根据这一原理,进行了结晶器电磁搅拌对方坯中非金属夹杂物去除影响的试验研究.采用200、250 A和300 A这3种不同的EMS电流对方坯坯料进行了夹杂物分离和去除的试验,并采集样品进行能谱分析.结果表明,当结晶器的电磁搅拌参数为300 A电流和3 Hz频率时,铸坯...     

结晶器电磁搅拌对IF钢连铸坯表层纯净度的影响

应用扫描电镜分析、能谱分析和显微镜技术等分析手段,研究了结晶器电磁搅拌对IF钢铸坯表层纯净度的影响。结果表明：结晶器电磁搅拌可有效改善铸坯表面质量,使铸坯表层皮下气泡和显微夹杂物显著减少;IF钢铸坯中夹杂物主要是Al2O3、TiN和Al2O2TiN、Al2O3-Ti2O2、Al2O3-Ti2O3-TiN型复合夹杂物;铸...     

结晶器电磁搅拌对连铸坯质量的影响

在宝钢连铸机工业化试验的基础上 ,系统地研究了结晶器电磁搅拌对连铸坯缩孔、中心偏析和纯净度的影响。试验结果表明 ,结晶器电磁搅拌可有效地改善连铸坯的中心缩孔 ,在高过热度浇铸条件下 (大于 35℃ ) ,改善缩孔的效果明显。结晶器电磁搅拌能有效地改善高碳钢的中心偏析 ,降低铸坯中全氧 ,能有效地去除钢水中的氧化物夹杂。电磁搅拌强度的增加对去除钢水中的氧化物夹杂有利。     

钢中夹杂物去除技术的进展

钢中夹杂物去除的主要环节为夹杂物的长大、上浮和分离。钢中夹杂物去除技术的主要进展有:气体搅拌-钢包吹氩、中间包气幕挡墙和RH-NK-RERM法;电磁净化-钢包电磁搅拌、中间包离心分离和结晶器电磁制动;渣洗技术;过滤器技术。文中分析了各种夹杂物去除技术的冶金功能,将不同夹杂物去除技术进行合理组合,实现多功能精炼,可取得最佳冶金效果。     

圆坯结晶器应用电磁搅拌的物理模拟

 以某钢厂 500mm圆坯连铸结晶器为原型,建立了1∶1的物理模型,通过机械搅拌模拟结晶器电磁搅拌,分析研究了电磁搅拌对结晶器内钢液的流动、夹杂物去除率的影响。试验研究表明：电磁搅拌使结晶器内的钢液有一定的水平切向速度,使搅拌区钢水温度的分布更加均匀,有利于结晶器内保护渣的均匀熔化。电磁搅拌能够把水口冲击的轴向速度变为径向速度,从而大大降低流股的冲击深度,能有效地促进夹杂物的上浮和热区中心的上移。但并不是搅拌强度越大,夹杂物的去除率就越高,试验表明,在相同时间内,当搅拌强度为48r/min左右时,夹杂物的上浮率最高。     

结晶器电磁搅拌对60钢铸坯质量的影响

对60钢(0.57%～0.62%C)采用结晶器电磁搅拌工艺前后的150 mm×150 mm铸坯质量进行了系统研究,并优化了电磁搅拌工艺。结果表明,采用较强结晶器电磁搅拌强度(250 A)、低过热度(≤250℃)浇铸工艺能显著改善铸坯质量,60钢铸坯中心等轴晶面积比率由平均27.65%增加到52.58%,中心碳偏析指数由1.07降至1.01,铸坯夹杂物含量和尺寸明显减少,钢水中的氧化物夹杂得到有效去除。     

结晶器电磁搅拌对Φ450 mm连铸圆坯组织和夹杂物的影响

试验和分析了结晶器电磁搅拌(M-EMS)对0.6%C钢Φ450 mm连铸圆坯的中心等轴晶区比率,碳、硫偏析,疏松和非金属夹杂物数量、大小和分布的影响.结果表明,经450A电磁搅拌后圆铸坯中平均中心等轴晶的比率由未经电磁搅拌的7.6%提高到58.1%,碳偏析指数由1.10降至1.03,硫偏析指数由1.15降至1.09,圆铸坯平均氧含量降低4.5×10-6,夹杂物含量和尺寸均明显降低.     

结晶器电磁搅拌对高碳钢连铸坯质量的影响

通过在八钢四流方坯连铸机上500多炉的工业试验,系统地研究了结晶器电磁搅拌对连铸坯缩孔、中心偏析和纯净度的影响。试验结果表明,结晶器电磁搅拌可有效改善连铸坯的中心缩孔,在高过热度浇铸条件下(大于30℃),改善缩孔的效果明显。结晶器电磁搅拌能有效改善高碳钢的中心偏析,降低铸坯中全氧,电磁搅拌电流强度的增加对去除钢水中的氧化物夹杂有利。     

Numerical simulation of fluid flows in a slab continuous casting mold under electromagnetic stirring

This study established a three-dimensional mathematical model to determine the fluid flowin a slab continuous casting mold under an electromagnetic stirring force. The flowstructure and distribution were studied with respect to different continuous casting parameters and stirring current. Based on the calculation results,the mold flux entrapment index in free surface and velocity uniformity index were used to evaluate the flowfield in the mold. The theoretical basis for the optimization of the flow field structure was provided. The study also suggested an optimization method for electromagnetic stirring parameters.     

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.     

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。     

电磁搅拌作用下连铸结晶器内液面波动行为

电磁搅拌对连铸结晶器内钢液液面波动有重要的影响。以某钢厂直径为250 mm 连铸圆坯结晶器及电磁搅拌器的相关参数为原型,采用湍流模型与多相流模型相结合的方法对电磁搅拌作用下连铸结晶器内钢液液面波动行为进行研究,分析了电磁搅拌作用下钢液液面产生变化的成因。研究结果表明：电磁搅拌作用下钢液液面呈旋转抛物面,与无电磁搅拌作用下的液面截然不同;电磁搅拌作用下钢液液面波动实质上是电磁搅拌电磁力作用的结果。水口附近液面波动会随着电磁搅拌强度的增大而增强,达到一定值时出现卷渣现象。在实际生产过程中,为获得较好的搅拌效果,应考虑结晶器内的液面波动及卷渣行为。     

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。     

电磁搅拌下圆坯结晶器内卷渣现象的物理模拟

 以某钢厂[?500 mm]圆坯连铸结晶器为原型,基于相似原理,建立了1:1的物理模型,通过机械搅拌模拟结晶器电磁搅拌。在模拟电磁搅拌条件下,研究拉速、搅拌强度对结晶器保护渣覆盖剂的影响。试验结果表明,当搅拌强度稳定时,随着拉速的增加,液面波动会越来越剧烈,中心漩涡也会随着拉速增大而增大;当拉速稳定时,随着搅拌转速的增加,渣层波动加剧、水油界面变得活跃、液渣层厚度分布由均匀变为出现中心漩涡、转速大于60 r/min时,在壁面附近液渣层厚度为0,会发生裸钢现象,卷渣发生倾向增大。在使用电磁搅拌条件下,圆坯结晶器生产时拉速不超过0.45 m/min,搅拌强度为36～48 r/min时,钢渣界面活跃,有利于化渣,且不会出现裸钢现象,也不会发生卷渣。     

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。     

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。     

优化连铸工艺改善SWRH82A钢150 mm x 150 mm 铸坯中心碳偏析实践

 为了减轻SWRH82A钢150 mm x 150 mm铸坯中心碳偏析,进行了拉速(1. 9 ~2. 3 m/min)、二冷比水 量(0. 75 ~ 1.24 L/kg)、过热度(25 ~38 °C )、结晶器电磁搅拌强度(300 - 350 A)和末端电磁搅拌强度(300 - 470 A) 连铸工艺参数试验。结果证明,合理控制拉速1.9-2.0 m/min,钢水过热度25°C 左右、比水量为1. 01 I7kg、结晶 器电磁搅拌强度为350 A/3 Hz、末端电磁搅拌强度为400 A/7 Hz时,铸坯中心碳偏析指数可以得到大幅改善,由原 来的1.21降为1.05。     

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。