电磁连铸冶金技术简介

   2020-09-01 互联网中国铸造网8580
核心提示:电磁技术的应用是20世纪70年代以来连铸技术最重要的发展之一,同时连铸已成为电磁技术应用最活跃的领域。随

电磁技术的应用是20世纪70年代以来连铸技术最重要的发展之一,同时连铸已成为电磁技术应用最活跃的领域。随着磁场在连铸中的应用,先后出现了利用时变磁场和稳恒磁场的电磁搅拌、电磁制动和软接触电磁连铸技术,并最终形成了三者有机结合的现代电磁连铸技术。

一、电磁搅拌

电磁搅拌技术应用于连续铸钢是连铸技术最重要的发展之一,应用电磁搅拌技术是提高铸坯质量,扩大连铸品种的有效手段。电磁搅拌技术是利用不同形式的磁场发生装置,当连铸坯中的液态金属通过交变电磁场时,在液态金属中产生感生电流,感生电流与磁感应强度的作用产生电磁力。通过电磁力来控制连铸过程中钢水的流动、传热甚至凝固,从而提高钢的清洁度,扩大铸坯的等轴晶区,降低成分偏析,减轻或消除中心疏松和中心缩孔,实现生产优质、高等级钢材的目的。

电磁搅拌可以扩大铸坯的等轴晶体区,细化晶粒,减少偏析及裂纹,消除疏松和中心缩孔,对于目前提出的钢材料实现超纯净度、超细化及超均质化的要求,电磁搅拌更为钢铁工业的发展提供了新的活力。

到目前为止,电磁搅拌已得到了迅速的发展,根据电磁搅拌器安装位置的不同,主要有以下三种搅拌形式:结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌。

二、电磁制动技术

随着连铸拉速的提高,结晶器内浸入式水口钢液出流的动能也在不断增大。对于板坯连铸,伴随而来的问题是:熔钢对结晶器窄面铸坯凝壳的冲击加剧,使原本就很薄弱的坯壳更易因重熔而发生断裂,增大了拉漏的危险。钢液中夹带的气泡和非金属夹杂物也因浸入深度的增加深入到铸坯的液相穴深处,不易上浮和去除。同时,钢液流股冲击窄面后形成的上返流对液面区域的冲击也更强烈,引起结晶器内钢液弯月面的波动加剧,因卷渣而造成的铸坯表面缺陷大大增加。对于近年来迅速发展的薄板坯连铸,这一问题也显得尤为突出。

当液态金属流经磁感应强度方向与其流速方向相垂直的恒稳磁场时,根据欧姆定律,作为导电体的液态金属中将因此而产生感生电流,感生电流与恒稳磁场的交互作用又在液态金属中产生与流速方向相反的洛仑兹力,从而使液态金属的流动受到抑制,这就是电磁制动技术的基本原理。

三、软接触电磁连铸技术

软接触结晶器电磁连铸技术是一项新的钢坯连铸技术设想。其基本原理是在特殊结构的结晶器上部布置感应线圈并通以交变电流,交变电流产生的交变磁场在熔池外表面产生感应电流,该电流与交变磁场相互作用产生垂直于铸坯表面指向液芯的电磁侧压力,当电磁侧压力足以克服由钢液产生的静压力时,可将靠近结晶器内壁附近的钢液向里推离结晶器内壁,使三相点下移,形成具有一定形状的弯月面,实现钢坯的软接触电磁连铸。由于在电磁力的作用下,弯月面发生变形,保护渣渣道变宽,振动周期内保护渣通道压力变化趋缓,使得渣液渗流畅通,铸坯润滑条件改善,传热均匀,拉坯阻力减小,表面振痕和裂纹缺陷减轻。所有这些现象,引发了冶金界对该技术潜在经济价值的巨大期望。

电磁连铸冶金技术在钢铁工业中的应用已经有30多年的历史,无论企业应用电磁连铸的效果如何,电磁连铸在改善连铸坯质量方面的作用已经得到普遍认可。(榕霖)


 
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