辊式电磁搅拌线圈位置对板坯凝固行为的影响

铸流辊式电磁搅拌是当前调控板坯凝固组织与抑制中间裂纹的有效技术。为了揭示其作用机理以及使用过程伴生的铸态组织不对称与白亮带现象，通过建立连铸过程电磁-流动-传热-凝固耦合模型，并采用分段模拟法，研究了辊式电磁搅拌及其线圈不同偏置位置对1 600 mm×230 mm断面低合金高强钢板坯连铸凝固行为的影响。结果表明，电磁辊在坯壳凝固前沿所产生的行波磁场的切向力效应及其对浓化钢水流动与温度场的影响促使了柱状晶向等轴晶生长的转变，从而在铸态组织上消除了常见中间裂纹缺陷的发生条件。同时发现，在电磁辊线圈与板坯断面对中安装工况下，其行波磁场存在突出的端部效应，即起始侧的磁感应强度与电磁力明显小于推向侧，这是导致板坯断面两端铸态组织不对称的主要原因。通过将线圈向搅拌辊行波磁场起始侧偏置安装可以有效减轻这种不对称的作用行为。当前板坯断面条件下，偏置量为150 mm时，板坯两端的磁感应强度可接近一致，铸态组织实现基本对称。结合生产试验指出，搅拌辊在坯壳凝固前沿产生横向电磁推力的冲刷作用是造成其在铸态组织中发生负偏析白亮带的诱因，这种白亮带不影响当前产品的成材率，但在后续板带产品中的演变与危害性尚不清楚。