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。     

连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌器搅拌方式模拟

在板坯连铸二冷区采用电磁搅拌能够有效地改善铸坯品质,如提高等轴晶率等.利用有限元模拟软件ANSYS对连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌器进行了数值模拟.结果表明,当两组辊式电磁搅拌器的间距为5辊间距(1 200 mm)时,三环式搅拌方式优于双蝶式;当两组辊式电磁搅拌器紧邻(0 mm)时,双蝶式搅拌优于三环式搅拌.     

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。     

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。     

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。     

二冷区辊式电磁搅拌在安钢板坯的试验和应用

依据制定的正交试验表,进行电磁搅拌工艺试验。通过酸蚀检验铸坯低倍试样和钻孔分析元素的偏析指数,确定了安钢第一炼轧厂二冷区辊式电磁搅拌的最优工艺参数。经过1年多的生产应用表明,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。     

宝钢连铸电磁搅拌装置的系统集成与应用

2009年以前宝钢连铸电磁搅拌一直引进外方技术,从2009依靠宝钢研究院完成6CC铸流辊式搅拌科研项目,科研成功后由宝信软件进行6CC技改,宝钢连铸电磁搅拌走出了一条自主集成的成功之路。通过近几年科研研究及工程应用实践中,宝钢已全面掌握连铸电磁搅拌装置系统内的电磁搅拌本体、冷却水系统、低频专用电源、控制系统及对外抗干扰系统的五大核心技术。     

二冷区电磁搅拌在宽厚板铸机的研究与应用

通过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,采取了具体的优化措施,有效解决了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,显著提升了宽厚板铸坯的内部质量。     

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。     

连铸结晶器电磁搅拌技术的新发展

对连铸结晶电磁搅拌技术在国内应用及发展现状进行了概述。介绍了为解决结晶器电磁搅拌器安装位置高与弯月面波动的问题,过往国内外采用的一些技术思路,及目前国内重点采用的磁屏蔽新技术和研发出具有自主知识产权、高磁感应强度、高推力的全绕组板坯连铸结晶器电磁搅拌装置。     

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。     

电磁半连续复合铸造轧辊的思路与实践

为了实现复合轧辊的顺序凝固，研制了电磁半连续复合铸造试验装置，利用该装置进行了一系列电磁半连续复合铸造试验，探索出了一套合理的电磁复合铸造工艺，制造了高铬铸铁／45#钢复合轧辊，并进行了装机试验。结果表明：电磁半连续复合铸造轧辊思路正确，装置简单合理，既实现了轧辊在复合过程中的顺序凝固，减少了铸造缺陷，又使复合界面达到良好结合，提高了轧辊质量和生产效率。     

离心铸造高速钢轧辊偏析控制技术研究

在高速钢轧辊离心铸造凝固过程中加入电磁搅拌,可明显减轻高速钢轧辊偏析,研究了磁场强度对高速钢轧辊偏析的影响,随着磁场强度的增加,元素偏析减轻,但磁场强度超过0.053 T后,钒元素偏析反而增大.分析了外加电磁场减轻离心铸造高速钢轧辊偏析的原因.     

电磁复合铸造轧辊工艺研究

利用自制的电磁复合铸造试验装置,研究了电磁复合铸造轧辊的基本工艺过程,并对高铬铸铁复合轧辊耐磨层的性能和复合情况进行了分析.结果表明:在合理的工艺条件下,可以得到界面结合良好、组织优良、耐磨层硬度分布均匀且符合要求的复合轧辊,探索了一条铸造复合轧辊的新思路.     

电磁搅拌对AlSi7Mg合金显微组织的影响

采用自行开发的电磁搅拌器,研究了多种不同电磁搅拌方式,在不同工艺条件下,单独施加或复合施加对AlSi7Mg合金微观组织的影响。试验结果表明:单一施加旋转感应电磁搅拌时,浆料径向组织很不均匀;单一施加无芯感应电磁搅拌,当搅拌电流较小时,径向组织也不均匀,增大电流浆料质量有明显改善;采用(旋转感应+无芯感应)复合电磁场进行复合电磁搅拌时,可在电流较小时获得满意的浆料质量。     

电磁搅拌对AlSi7Mg合金显微组织的影响

采用自行开发的电磁搅拌器,研究了多种不同电磁搅拌方式,在不同工艺条件下,单独施加或复合施加对AlSi7Mg合金微观组织的影响.试验结果表明：单一施加旋转感应电磁搅拌时,浆料径向组织很不均匀;单一施加无芯感应电磁搅拌,当搅拌电流较小时,径向组织也不均匀,增大电流浆料质量有明显改善;采用（旋转感应＋无芯感应）复合电磁场进行复合电磁搅拌时,可在电流较小时获得满意的浆料质量.     

焊接磁搅拌装置的研制及其应用

介绍了一种新型的焊接磁搅拌装置,主电路采用全桥式双逆变结构,分别采用SG3525和SG3526作为一次逆变和二次逆变电路的PWM控制芯片.同时采用软启动电路防止浪涌电流,保护功率开关管.试验表明,该装置的参数调节范围大,操作方便.通过调节装置的频率、间歇时间和输出电流来控制铝合金MIG焊过程施加的磁场参数,有效地改善了铝合金的焊缝形貌.该装置适用于TIG焊、MIG焊、等离子弧焊等多种焊接方法的磁搅拌控制,应用前景广泛.