电磁搅拌技术的发展及其在武钢的应用
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电磁搅拌技术的发展电磁搅拌技术是一种利用电磁力来控制和改善材料流动和混合的技术。
其基本原理是磁场与电流相互作用,产生洛伦兹力,这种力量作用于材料表面,从而改变材料的流动行为。
自20世纪初以来,电磁搅拌技术不断发展,从简单的直流到复杂的交流和脉冲磁场系统,其应用范围不断扩大。
电磁搅拌技术在许多领域都有广泛的应用。
在冶金行业,电磁搅拌可以用于控制金属熔体的流动,提高熔炼效率和产品质量。
在材料制备领域,电磁搅拌技术可以用于制备高性能的复合材料和功能材料,通过控制材料微观结构和分布,提高材料性能。
在制造行业,电磁搅拌可以用于实现高精度、高效率的加工和组装,例如利用磁场控制微粒堆积和型腔填充等。
展望未来,电磁搅拌技术将继续发挥其独特的优势,为工业制造领域带来更多的可能性。
随着科技的不断进步,对材料性能和制造效率的要求也越来越高,这为电磁搅拌技术的发展提供了广阔的空间。
未来,电磁搅拌技术将与计算机技术、物联网技术等更加紧密地结合,实现智能化、自动化的生产方式。
总之,电磁搅拌技术的发展为工业制造领域的进步提供了强大的动力。
从原理和应用两方面来看,电磁搅拌技术都显现出巨大的潜力和优势。
随着相关技术的不断发展和完善,电磁搅拌技术将在更多领域得到广泛应用,为工业制造带来更多的可能性和机遇。
对于相关领域的研究人员和工程师来说,深入研究和掌握电磁搅拌技术显得尤为重要,它将对推动我国工业制造业的发展产生积极而深远的影响。
引言冶金行业是国民经济的重要支柱产业,随着科技的不断进步,各种新技术不断涌现并得到广泛应用。
其中,电磁搅拌技术在冶金领域的应用逐渐受到。
电磁搅拌技术通过利用电磁力对金属熔体进行搅拌,改善了金属熔体的流动性和传热性能,为冶金行业的生产过程带来了新的变革。
电磁搅拌技术的基本原理电磁搅拌技术的产生背景是传统的机械搅拌方法在某些方面存在局限性,如搅拌功率低、搅拌不均匀等。
而电磁搅拌技术利用电磁力对金属熔体进行搅拌,可以有效地克服这些问题。
【钢铁工艺】连铸工艺中电磁技术的应用近年来,电磁制动与电磁搅拌技术在我国钢铁行业应用广泛,是连铸工艺体系的重要组成部分,电磁技术的应用有助于解决结晶器内钢水过热、铸坯等轴晶率不足、结晶器液面不稳、铸坯夹杂物含量高等工艺难题,进一步提升了产品质量。
基于此,为切实满足日益提高的连铸工艺要求与生产需求。
今天我们就给大家介绍一下连铸工艺体系中电磁制动、电磁搅拌两项技术的发展历程、作用原理与注意事项,并探讨技术应用措施。
电磁制动技术一发展历程电磁制动技术理念早在20世纪八十年代便被日本川崎公司与瑞典ABB公司提出,水岛钢厂等项目中得到应用实施,有助于提高产品质量与生产效率,但第一代电磁制动技术却存在着电磁极间距不易控制的缺陷不足,实际制动效果并不理想。
对于第一代电磁制动设备而言,设备空间极为狭小,这就对设备中的各类元件提出了更高的要求。
当设备内部元件体积过大时,将会使各元件的作用无法得到发挥。
此外,还会使铸坯厚度大大增加。
针对此类问题,两家公司陆续推出单条型电磁制动、双条型电磁制动、全幅两段与三段电磁制动等全新技术。
例如,双条形电磁制动技术应用期间会生成两个位置不同的磁场,各磁场能够相互制约、促进,且方向相反,发挥着不同的功能,这使得制动效果得到明显改善,电磁制动技术逐渐具备了大规模应用推广的技术条件,得到国内外钢铁企业的广泛应用。
虽然我国该领域研究发展起步晚,但相关技术人员正积极应用信息技术提高该领域整体发展水平。
电磁制动技术一作用原理在连铸工艺体系中,电磁制动是一项装置通电条件下通过形成静态磁场来引导结晶器内钢水沿特定方向流动、控制钢水流速和抑制涡流的技术手段,起到稳定结晶器液面、提高弯月面温度、降低钢水夹杂物含量等多重作用,具体如下:其一,稳定结晶器液面。
在磁场制动力作用下来维持液面状态,避免因液面波动幅度过大出现拉漏、重熔、坯壳残留过量保护残渣的问题,或是因液面波动量不足而影响到保护渣融化、润滑效果。
钢铁冶炼中的电磁技术研究随着工业化的不断发展,钢铁工业成为了国民经济的重要支柱之一,而电磁技术的应用使得钢铁冶炼过程更加智能化、高效化。
本文将介绍电磁技术在钢铁冶炼过程中的应用及其研究进展。
一、电磁技术在钢铁冶炼中的应用1. 电磁感应加热技术电磁感应加热技术是通过改变磁场强度和频率,在钢铁冶炼场景中加热金属材料,用来加速钢铁材料的熔化过程。
该技术具有加热速度快、能耗低、加热均匀等优点,被广泛应用于钢铁熔炼、热处理等领域。
2. 磁悬浮技术磁悬浮技术是指利用电磁力作用使物体悬浮在磁场中的技术。
在钢铁冶炼中,磁悬浮技术可用于提高钢铁液的纯度和透明度,加速冷却时间,提高钢铁质量和生产效率。
3. 电磁搅拌技术电磁搅拌技术是指利用电磁力作用在钢液中引入电流,强迫金属液体产生对流和搅拌的技术。
该技术可用于改善钢铁内部组织结构,提高钢铁品质,减少非金属夹杂物和气孔等缺陷。
4. 电磁铸造技术采用电磁技术进行钢铁铸造,在铸造过程中对铸造材料加热和搅拌,从而实现更快更高效的铸造过程。
该技术可用于提高铸造件的密度、结合度,在提升生产效率的同时,也能降低铸造件的缺陷率。
二、电磁技术在钢铁冶炼中的研究进展1. 磁悬浮技术在钢铁冶炼领域的应用目前,磁悬浮技术在钢铁冶炼工业领域的应用正变得越来越普遍。
Bechtel公司研制出一种基于磁悬浮技术的新型连铸机,该技术可大大减少钢铁生产过程中的不良因素和废品率,增加了生产效率。
2. 电磁隔渣技术的发展传统的钢铁冶炼过程中,会产生大量的隔渣。
电磁隔渣技术是一种旨在减少隔渣量、减少水污染以及降低成本的新型技术,该技术基于电磁感应、电磁场辅助和动态隔渣理论,可以在传统冶炼中取代高消耗的物理隔渣器,大幅提升钢铁质量,并能将含钢的渣料回收利用。
3. 磁流变技术的应用磁流变技术是一种利用磁场来改变流体的物理性质的技术,其特点是可以自动地控制流体的流量和流动方向,提高工作效率。
在钢铁冶炼过程中,磁流变技术可用于提高炉缸式发动机的热效率,从而降低温室气体排放量。
电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用技术随着社会经济与科学技术不断的发展与完善,对连铸坯的质量提出了更高要求。
最近几年,建筑行业得到迅猛发展,人们越来越重视连铸坯的质量。
电磁搅拌技术在建筑领域中的应用进一步提高了连铸坯的质量,并且对于降低杂物质量和促进成分融合具有至关重要的作用。
磁场相互作用产生电磁力,对钢水起到搅拌作用。
是通过恒定磁场与运动的导电钢水相互作用,在钢水中产生感应电流,感应电流与磁场相互作用产生电磁力,此电磁力的方向恰好与钢水的运动方向相反,对钢水起制动作用,因此这种搅拌被称为电磁制动。
文章从多个角度就电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用进行探究。
标签:电磁搅拌技术;连铸机;应用技术随着钢管连铸生产需求不断增加,我国对电磁搅拌连铸工艺的理论研究与实践研究不断加大,并且在各个领域中得到广泛应用。
超纯净钢的开发与应用对铸坯的质量与凝固组织提出了更严格的要求,电磁搅拌技术以其独特被广泛应用,对社会生产生活以及社会经济发展具有积极的促进作用。
1、电磁搅拌技术原理电磁搅拌的工作原理主要是依靠磁场,也就是说当电流变化时,线性感应电机的磁极和另一个极点会产生相同的电磁力,然后开始以恒定角速度切断熔金属,熔体内就会产生相应的感应电流。
当前我国对电磁搅拌技术的理论研究与实践研究还不够成熟,由于多方面因素限制在生产过程中还存在一些问题,并没有发挥出应有的效能。
从本质上来说,电磁搅拌技术就是使用电磁力迫使熔融金属产生平稳移动,减少外界因素对电磁场的影响。
同时使凝固过程熔熔金属的温度与浓度保持均匀,如果在凝固过程中受到其他因素影响或者操作失误等原因导致熔融金属浓度与温度都不符合相应要求,则就降低凝固过程的形核功和临界核半径。
只有保持熔融金属浓度与温度均匀化,才可以增加等轴晶的数量,最终实现晶粒细化的目的。
根据磁场的工作形式,电磁搅拌可以分为直线型与旋转型,结合生产实际情况与生产需求,使用不同的电磁搅拌形式,从根本上保证铸坯内外部分的质量,一般情况下,直线型电磁搅拌磁场方向与坯材表面的宽度保持水平,也就是说在铁芯的定子绕组上连接交流电,通过金属液产生感应电流与电磁转矩,进而提高铸坯质量。
冶金轧钢生产新技术解析冶金轧钢生产是指将金属块材经过一系列的加热、轧制和冷却工艺,使其形成所需要的形状和尺寸的过程。
随着科学技术的发展,冶金轧钢生产也在不断进行新技术的研究和应用。
本文将对冶金轧钢生产中的一些新技术进行解析。
电磁搅拌技术是冶金轧钢生产中的一项重要技术。
在钢坯加热过程中,使用电磁场来搅拌炉内金属液体,可以促进温度均匀分布,提高加热效率和保证金属的均匀性。
电磁搅拌技术可以有效地改善钢坯加热过程中的温度场分布,降低温度梯度,减小表面脱碳,提高产品的质量。
轧制过程中的控制技术也是冶金轧钢生产中的关键技术之一。
传统的轧制过程中,由于轧制力是通过机械方式施加的,容易产生不均匀的力分布,导致产品的尺寸误差和质量不稳定。
而现在,采用控制技术可以实现轧制过程中的力的均匀分布和控制,从而提高产品的尺寸精度和质量稳定性。
控制技术还可以实现轧制过程的自动化和智能化,提高生产效率和降低工人劳动强度。
冷却技术也是冶金轧钢生产中的重要技术之一。
在轧制过程中,钢坯需要经过冷却来稳定其组织和尺寸。
传统的冷却方式主要是通过空气冷却或水冷却,但这种方式存在冷却速度不均匀和冷却后的温度场分布不均匀的问题。
而现在,通过引入气体喷射技术和水喷雾技术来控制冷却过程能够使冷却速度和温度场达到均匀分布,提高产品的尺寸精度和组织稳定性。
材料的微观结构及组织调控技术也是冶金轧钢生产中的重要技术之一。
材料的微观结构和组织直接影响着冶金轧钢产品的性能和质量。
传统的轧制工艺往往是靠经验和试验来进行调整,存在一定程度的经验性和盲目性。
而现在,通过引入模拟软件和实时监测技术来对冶金轧钢过程进行模拟和监测,可以准确地预测和控制产品的微观结构和组织,提高产品的性能和质量。
冶金轧钢生产中的新技术在提高产品质量、降低生产成本和保护环境方面起着重要作用。
电磁搅拌技术、控制技术、冷却技术和微观结构调控技术等新技术的应用,使得冶金轧钢生产变得更加精确、高效和可控,推动了冶金轧钢产业的发展。
电磁搅拌技术在连铸中的应用近年来,连铸坯的质量越来越受到重视,因而围绕提高连铸坯质量的研究工作也取得了很大的进展。
电磁搅拌技术是电磁流体力学在钢铁工业中最成功的应用之一。
通过定量认识电磁场在多层介质中的传递,控制连铸过程中钢水的流动、传热和凝固,进而降低钢水的过热度、去除夹杂从而扩大等轴晶区,减少成分偏析,减轻中心疏松和中心缩孔。
几十年来,国内外学者对电磁搅拌技术进行了大量的理论及实验研究,并应用于工业生产。
电磁搅拌技术已经成为连铸过程中改善铸坯质量的最重要和最有效的手段之一。
1国内外电磁搅拌技术的发展概况磁流体力学是电磁学,流体力学以及热力学相互交叉的学科,简称MHD(magnetohydrodynamics),主要研究电磁场作用下,导电金属流体的运动规律。
在磁场里,导体的运动产生电动势,从而产生感应电流,导体本身也产生磁场。
液态金属作为载流导体,在外加磁场的作用下产生了电磁力,这种电磁力的作用促使载流液体流动,同时伴随着三种基本的物理现象——电磁热,电磁搅拌,电磁压力。
这三种现象在材料的冶炼、成形、凝固等工艺中已广泛应用。
连铸钢液电磁搅拌技术已经历几十年的试验研究和发展的过程。
早在上世纪50年代,就由在德国Schorndorf和Huckingen半工业连铸机上。
进行了首例连续铸钢电磁搅拌的试验。
60年代,在奥地利Kapfenberg厂的Boehler连铸机上用于浇铸合金钢。
60年代末一些工作者还进行了结晶器电磁搅拌和二冷区电磁搅拌的实验。
1973年法国的一家工厂率先在其连铸机上安装了电磁搅拌器并投入工业应用,从而奠定了连铸电磁搅拌技术工业应用的基础。
1977年,法国的Rotelec公司开发了小方坯和大方坯结晶器电磁搅拌器并以Magnetogyr-Process 注册商标,将其商品化。
1979年,法国钢研院又在德国Dunkirk厂板坯连铸机上采用了线性搅拌技术,取得良好效果。
进入80年代后,电磁搅拌技术发展更快,特别是日本,发展更为迅速。
谈电磁搅拌技术在炼钢连铸机中的应用作者:杨彬斌来源:《中国科技纵横》2020年第10期摘要:电磁搅拌技术是在冶金及钢铁制品生产中不可缺少的技术手段,现代化生产工艺中根据这一技术的基本原理进行合理改进,使其在实际生产效果中得到更好的提升。
以作用形式作为区分,可以将电磁搅拌技术分为几种不同类型,在实际生产中需按照要求与相应条件合理选择。
本研究对电磁搅拌技术的作用原理、工作参数及应用效果等展开分析,从而发现目前在炼钢连铸机应用中存在的不足,这为日后技术强化与完善提供了基础和依据。
关键词:电磁搅拌技术;连铸;应用中图分类号:TF777.2 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)10-0118-020 引言钢铁行业在近些年的发展可谓是突飞猛进,在激烈竞争的国际市场中,我国钢铁行业的发展较为稳定。
企业在生产中要对技术的应用严格控制,不仅要不断开展新技术的探索,同时也要重视对已存在并应用的技术进行创新。
连铸电磁搅拌技术是一种重要的冶金技术,虽然在钢铁行业生产中较为成熟,但仍需要根据实际效果加以完善,从而提高钢铁制品的生产质量与效率。
1電磁搅拌技术的基本概述1.1电磁搅拌技术的发展背景在钢铁工业生产过程中,不同时期主要应用的技术手段也在不断发生变化,其中电磁搅拌技术的出现就是由于钢铁生产所需而产生。
这一技术最早源于瑞典,是根据电弧炉炼钢工作中的需要产生,经过对工艺的改进与创新,这一技术也在不断的成熟,最终被广泛应用于炼钢连铸机。
连铸机在炼钢过程中发挥着不容忽视的作用,这种工艺技术与传统炼钢相比更加简单易操作,能够有效避免一些繁琐的工序,同时在最终的产品收得率中也有显著提升,所以逐步代替传统炼钢方法。
炼钢连铸机在生产过程中不仅能够达到节约金属材料的目的,同时也能较大程度上节省人力资源。
电磁搅拌技术作为在连铸机中应用的一种重要技术手段,经过多年在实际应用中的不断尝试与发现,各种类型的电磁搅拌器相继出现,它们的共同目标与任务就是控制钢液流动,从而使产品的质量与产出率在现有基础上得到提高,二冷区电磁搅拌器、结晶器电磁搅拌器以及固化终端电磁搅拌器等都是较为常用的类型。
炉底电磁搅拌对电炉冶炼不锈钢工艺的影响滕立东1,LJUNGQVIST P r2,钟云涛3,ANDERSSON Joakim 2(1.ABB Metallurgy,Process Automation,ABB AB ,V sters SE-721 59,Sweden;2.Outokumpu Stainless AB,Avesta SE-774 41,Sweden;3.ABB(中国)有限公司,北京100015,中国)摘要:安装在电炉炉底下方的电磁搅拌器(ArcSave®)能使整个熔池的钢液产生有效的混合,从而加速熔炼过程中钢液温度和化学成分的均匀化。
研究了电磁搅拌对瑞典Outokumpu不锈钢厂的90t 电炉冶炼不锈钢工艺的影响。
热测试结果显示,ArcSave能加速废钢和铬铁合金的熔化,精确控制出钢量;熔池的温度也更加均匀,出钢温度能得到准确的控制;稳定的电炉出钢质量和出钢温度的控制有利于后续AOD的顺利操作。
通过对钢液的搅拌能减少熔池液面的过热度并提高熔池内的热传导,使得炉壁和炉盖的热损失减少,因此降低了耗电量和电极消耗量,总能耗能降低3%~4%。
同时,搅拌也能强化钢-渣间的界面反应,降低渣中Cr2O3的含量,提高合金收得率和降低FeSi的消耗量。
还能缩短冶炼周期,并且连续稳定的冶炼操作能提高电炉冶炼的产量约6%~8%。
电磁搅拌技术是提高电炉冶炼不锈钢工艺水平的一种安全、可靠而有效的解决方案。
关键词:电炉;电磁搅拌;铬铁熔化;钢/渣反应;不锈钢;能效当今的电弧炉普遍采用超高的输入功率和较短的冶炼时间,这就需要较强的熔池搅拌以强化传热和传质,减少烧损、降低能耗、提高收得率、均匀熔池温度和成分。
目前国内电炉普遍采用底吹气搅拌,这种搅拌方式存在搅拌不均匀,透气砖处存在漏钢危险等缺点。
而电磁搅拌技术对钢水搅拌很均匀;与钢水没有任何接触,不存在任何漏钢危险;安装方便、操作简单,是电炉搅拌的发展趋势。
连铸生产中的电磁搅拌技术关键词:搅拌技术;搅拌;生产;结晶器;搅拌器随着连铸技术的应用和发展,连铸坯的质量越来越受到重视。
近年来,超纯净钢的开发和应用对铸坯的质量、凝固组织和成分均匀化提出了更高的要求。
电磁搅拌技术对提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、降低夹杂物含量并促进成分均匀化、改善铸坯内部、表面和次表面质量具有重要作用。
1.电磁搅拌的工作原理电磁搅拌的工作原理十分简单,如同由两相或三相电流驱动的、能产生交变磁场的线性感应马达。
电流发生相变时,磁场从一极到达另一极,并同时产生电磁推力,将液态钢水向磁场运动的方向推动。
这样,可以通过电流相位变化来选择方向,也可以通过电流密度和频率来调整推力大小。
2.电磁搅拌装置2.1电磁搅拌装置的分类电磁搅拌装置可分为水平旋转搅拌器和线性搅拌器两大类。
而线性搅拌器又可细分为垂直、水平线性搅拌器。
水平旋转搅拌器围绕铸流设置,其运转象一个异步旋转电机的定子,驱动钢液水平旋转,多用于园坯、方坯和小矩形坯。
垂直线性搅拌器靠近铸流侧,其运转象一个线性异步电机的定子,钢水沿垂直方向旋转运动,适合于大断面的矩形坯;水平线性搅拌器安装在铸坯侧,其运转象一个平直定子,在板坯内弧侧熔池内产生水平方向的磁场,推动钢水运动。
2.2电磁搅拌装置的布置电磁搅拌装置的布置位置有四种∶中间包加热用电磁搅拌(H—EMS)、结晶器电磁搅拌(M—EMS)、冷却段电磁搅拌(S—EMS)和凝固段电磁搅拌(F—EMS)。
H—EMS∶使连铸过程中钢水的过热度保持在30~40摄氏度,其突出特点是利用非金属夹杂物与金属液之间导电性的差异,实现两者的分离。
1996年日本川崎制铁水岛厂在浇铸不锈钢时采用了此技术,生产的铸坯总氧含量低于0.001%,比采用传统中间包生产的铸坯减小2倍,夹杂物减少一半,不锈钢热轧和冷轧板卷缺陷减少了60%;M--EMS∶一般安装在结晶器下部,用于减少表面缺陷、皮下夹杂物、针孔和气孔,改善凝固组织,降低表面粗糙度,增加热送率,扩大钢种。
电磁搅拌在炼钢中的应用和常见故障摘  要:阐述了新疆八一钢铁公司第一炼钢厂150T连铸机引进电磁搅拌装置的原理,以及在实际运用中电磁线圈和逆变柜常见故障的解决方法和相关经验。
关键词:电磁搅拌、变频电源、IGBT(大功率晶体管)、逆变柜【论文正文】: 一、电磁搅拌器的工作原理电磁搅拌的工作原理,基于两个基本定律:一是运动的导电钢水与磁场相互作用产生感应电流,二是载流钢水与磁场与磁场相互作用产生电磁力。
电磁力作用在钢水每个体积单元上,从而驱动钢水流动。
就交流感应而言电磁搅拌的工作原理和异步电机类似(搅拌器线圈相当于电机定子,流动的钢水好比电机转子),由多相(两相或三相)线圈绕组产生行波磁场或旋转磁场,在导电的钢水中产生感应电流,感应电流与磁场相互作用产生电磁力,对钢水起搅拌作用。
就直流感应而言,是通过恒定磁场与运动的导电钢水相互作用,在钢水中产生感应电流,感应电流与磁场相互作用产生电磁力,此电磁力的方向恰好与钢水的运动方向相反,对钢水起制动作用,因此这种搅拌被称为电磁制动。
二、电磁搅拌装置的作用:1、 成份的均匀化并消除偏析,提高产品质量2、气泡和夹杂物上浮,提高产品质量3、缩短熔化时间、降低能耗,节省生产成本4、防止氧化,提高原料的利用率,增大效益空间5、实现了自动控制且维护方便简单6、实现了合金溶液温度的精确控制三、系统组成:电磁搅拌系统:一般由搅拌器线圈,闭路循环冷却水系统,电搅电控系统三部分组成。
水冷系统为了达到控制水质并与线圈进行热交换的目的,本系统有两套冷却水装置,一套是用于冷却线圈的纯水系统,另一套是用于冷却纯水的冷却系统。
线圈所产生的热量首先通过循环的纯水带出,然后通过对水质要求不高的工业水经过板式换热器给纯水冷却。
首次使用提供为6m3㎡的电磁搅拌器线圈冷却用纯净水,以充满水箱和通水管道,系统正常工作后,按纯净水箱的水位定期补水。
电磁搅拌器的调查报告目录第1章电磁搅拌器的简介 (1)1.1定义 (1)1.2 原理 (1)1.3 安装模式及分类 (1)1.4.2 SEMS 扩大等轴晶率 (2)1.4.3 FEMS 细化等轴晶 (2)第2章电磁搅拌器的发展 (2)2.1 电磁搅拌技术在国外的发展和应用情况 (3)2.2 电磁搅拌技术在中国的发展和应用现状 (5)第3章电磁搅拌器的应用 (7)第1章电磁搅拌器的简介1.1定义电磁搅拌器,是炼钢行业中的一种机器,具有强化钢水运动和推动钢水运动的能力。
1.2 原理电磁搅拌器(Electromagnetic stirring: EMS)的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力,强化钢水的运动。
具体地说,搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内,就在其中感应起电流,该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力,电磁力是体积力,作用在钢水体积元上,从而能推动钢水运动。
1.3 安装模式及分类根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置大致有以下几种模式:(1)结晶器电磁搅拌:Mold Electromagnetic stirring: M EMS 搅拌器安装在结晶器铜管外面。
(2)二冷区电磁搅拌:Strand Electromagnetic Stirring: SEMS 搅拌器安装在铸坯外面。
(3)凝固末端电磁搅拌:Final Electromagnetic stirring: FEMS 用于方坯连铸搅拌器安装在铸坯外面。
1.4 电磁搅拌器的冶金效果1.4.1 MEMS 增加等轴晶率钢种作用低合金钢减少表面和皮下的气孔和针孔弹簧钢减少表面和皮下的夹杂物冷轧钢坯壳均匀化中高碳钢稍稍改善中心偏析表11.4.2 SEMS 扩大等轴晶率钢种作用不锈钢减少内裂改善中心偏析工具钢减少中心疏松表21.4.3 FEMS 细化等轴晶钢种作用弹簧钢有效地改善中心偏析轴承钢有效地改善中心缩孔和疏松表3第2章电磁搅拌器的发展连铸是钢铁生产流程中的重要环节,钢材的质量在很大程度上取决于连铸坯的质量。
电磁搅拌器在连铸上的优势与展望目前,电磁技术在钢铁生产流程中得到了广泛的应用,特别是在连续铸钢领域,突出表现为成熟技术的推广应用与新技术的开发和工业化。
连铸领域的电磁技术主要有:电磁搅拌、电磁制动、电磁铸造与软接触等。
电磁搅拌技术1952年,首先在连铸机结晶器下方安装了试验性的电磁搅拌装置。
二十世纪70年代以来,随着连铸技术的不断发展,连铸钢种的不断扩大,电磁搅拌技术已越来越受到人们的重视。
连铸过程采用电磁搅拌的主要作用是提高连铸坯的质量,例如去除夹杂物、消除皮下气泡、减轻中心偏析、提高连铸坯的等轴晶率。
因此,在浇铸断面较大的铸坯如大方坯、大板坯以及浇铸质量要求较高或易出现质量问题的钢种时,电磁搅拌技术便成为首选。
按照搅拌的位置不同,连铸电磁搅拌可分为结晶器电磁搅拌(M-EMS)、二冷区电磁搅拌(s-EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)。
目前,方坯连铸应用较多的是结晶器电磁搅拌,有时为进一步提高质量,增加凝固末端电磁搅拌,即结晶器与凝固末端联合搅拌。
板坯连铸应用较多的是二冷区电磁搅拌。
近年来,板坯结晶器电磁搅拌技术的应用逐渐为各国钢铁企业所重视,特别是日本在这方面的开发与应用十分活跃。
我国连铸电磁搅拌技术的研究始于上世纪70年代,当时以自主开发为主。
从80年代中期开始,我国在引进特殊钢连铸机和板坯连铸机的同时,先后引进了不同位置和不同类型的电磁搅拌装置。
经过20多年的研究、开发与消化吸收,我国在电磁搅拌技术领域取得了长足的进步,目前已经完全能够承担搅拌器的设计、制造与工业应用,只是线圈导线外层缠绕的防水绝缘膜仍需从国外进口。
国内电磁搅拌器的生产厂家现在也处于激烈竞争的状态中,并与国外厂商争夺国内的搅拌器市场。
总体来说,电磁搅拌在电磁连铸技术领域中发展最为成熟,应用也最为广泛。
目前存在的主要问题是如何进一步提高电磁搅拌器线圈的使用寿命。
搅拌器在运行时线圈发热,需要循环水来冷却,由于循环水长时间的浸泡与冲刷,线圈表面的防水膜与绝缘膜会逐渐老化而失效,造成线圈的绝缘性能下降而产生漏电。
电磁搅拌器在连铸上的优势与展望目前,电磁技术在钢铁生产流程中得到了广泛的应用,特别是在连续铸钢领域,突出表现为成熟技术的推广应用与新技术的开发和工业化。
连铸领域的电磁技术主要有:电磁搅拌、电磁制动、电磁铸造与软接触等。
电磁搅拌技术1952年,首先在连铸机结晶器下方安装了试验性的电磁搅拌装置。
二十世纪70年代以来,随着连铸技术的不断发展,连铸钢种的不断扩大,电磁搅拌技术已越来越受到人们的重视。
连铸过程采用电磁搅拌的主要作用是提高连铸坯的质量,例如去除夹杂物、消除皮下气泡、减轻中心偏析、提高连铸坯的等轴晶率。
因此,在浇铸断面较大的铸坯如大方坯、大板坯以及浇铸质量要求较高或易出现质量问题的钢种时,电磁搅拌技术便成为首选。
按照搅拌的位置不同,连铸电磁搅拌可分为结晶器电磁搅拌(M-EMS)、二冷区电磁搅拌(s-EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)。
目前,方坯连铸应用较多的是结晶器电磁搅拌,有时为进一步提高质量,增加凝固末端电磁搅拌,即结晶器与凝固末端联合搅拌。
板坯连铸应用较多的是二冷区电磁搅拌。
近年来,板坯结晶器电磁搅拌技术的应用逐渐为各国钢铁企业所重视,特别是日本在这方面的开发与应用十分活跃。
我国连铸电磁搅拌技术的研究始于上世纪70年代,当时以自主开发为主。
从80年代中期开始,我国在引进特殊钢连铸机和板坯连铸机的同时,先后引进了不同位置和不同类型的电磁搅拌装置。
经过20多年的研究、开发与消化吸收,我国在电磁搅拌技术领域取得了长足的进步,目前已经完全能够承担搅拌器的设计、制造与工业应用,只是线圈导线外层缠绕的防水绝缘膜仍需从国外进口。
国内电磁搅拌器的生产厂家现在也处于激烈竞争的状态中,并与国外厂商争夺国内的搅拌器市场。
总体来说,电磁搅拌在电磁连铸技术领域中发展最为成熟,应用也最为广泛。
目前存在的主要问题是如何进一步提高电磁搅拌器线圈的使用寿命。
搅拌器在运行时线圈发热,需要循环水来冷却,由于循环水长时间的浸泡与冲刷,线圈表面的防水膜与绝缘膜会逐渐老化而失效,造成线圈的绝缘性能下降而产生漏电。
电磁技术在连铸中的应用摘要:介绍了电磁技术的产生及发展,以及电磁技术在连铸过程中的应用,包括电磁搅拌、电磁制动、软接触电磁连铸技术,总结了前人的研究,分析了电磁连铸的优点与不足,以便连铸工作者们参考。
关键词:电磁搅拌连铸1 前言19世纪以来,钢铁工业出现了最重要的三大技术,连续铸钢就是其一。
连续铸钢工艺的出现带来了节能降耗,降低生产成本,减轻环境负荷,提高金属收得率,实现连铸连轧短流程生产工艺,还能净化钢液、改善铸坯的组织、细化晶粒、提高钢材成品的质量[1-2]。
目前世界上先进国家的钢铁连铸比几乎达到的100%,我国的钢铁企业总体连铸比也达到了95%以上[3]。
刚成形的连铸坯要喷水冷却,在运动过程中具有很长的液相穴凝固过程,受钢水运动和传热两个基本物理现象所控制。
液相穴钢水对流运动对减轻成分偏析、改善凝固组织和消除过热度有重大影响[4]。
对钢材质量要求日益严格的今天,炼钢技术也日益提高,作为提高钢材生产率的辅助手段,可以控制钢液流动状态的电磁力在冶金中得到越来越广泛的应用[5]。
电磁流体力学(MHD)是电磁冶金理论的基础,它的发展,带动了电磁连铸技术在冶金工业中的应用和发展。
电磁搅拌最早应用于钢铁的连铸工艺中[6],主要是由于熔融金属是电的良导体,在磁场和电流作用下,金属熔体产生电磁力,利用电磁力就可以对熔融金属进行非接触性搅拌、传输和形状控制。
电磁冶金技术具有能量的高密度性和清洁性、优越的响应性和可控性、易于自动化以及能量利用率高等特点,被广泛地应用于冶炼、精炼、铸造、连铸、钢水的检测等领域,并已在许多领域取得了重大进展[7]。
在冶金中应用电磁场力,一是应用电磁感应热,如熔炼金属;二是应用其搅拌力以改善材料的性能[8-9]。
2 电磁搅拌2.1 电磁搅拌简介电作用产生电磁力,该电磁力推动钢水运动,从而控制铸坯的凝固过程,达到增大等磁搅拌的实质是借助借助在铸坯液相穴中感生的电磁力,强化钢水的运动[10]。
电磁搅拌器的分类与应用电磁搅拌器的分类与应用(一)电磁搅拌装置电磁搅拌装置在许多的大型钢铁企业中的到使用,极大的改善了钢铁企业的产品质量。
近年来,随着连铸技术的发展,对连铸坯内部质量提出了更高的要求,而铸坯内部质量在很大程度上取决于铸坯内部是否呈现均匀而致密的等轴晶凝固组织。
但是在连铸坯实际凝固过程中,由于冷却速度很快,造成铸坯凝固时柱状晶的发展,往往产生“搭桥”现象,导致铸坯内缩孔偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷产生。
一个载流的导体处于磁场中就要受到电磁力的作用而发生运动。
同样,钢水流过磁场,流动的钢水会产生感生电流,感生电流产生的磁场与设定磁场之间的相互作用,会推动钢液运动,这就是电磁搅拌的原理。
采用电磁搅拌装置,有利于改善连铸坯的凝固组织,也是改善以及提高铸坯表面的有效措施。
(二)电磁搅拌装置的形式电磁搅拌装置的形式是多种多样的。
根据铸机的类型,铸坯断面和电磁搅拌器安装的位置不同,连铸机常用的有如下几种类型:1、按感应形式分:有直流传导式、交流感应式和近年来发展起来的永磁式。
2、按激发的磁场形态分:有恒定磁场型,即菜场在空间恒定,不随时间变化;有旋转磁场型,即磁场在空间绕轴以一定的速度作旋转运动;行波磁场型,即磁场在空间以一定的速度向一个方向做直线运动;螺旋磁场型,即磁场在空间以一定速度绕轴做螺旋运动。
目前正在开发多功能组合式电磁搅拌器,即一台搅拌器同时具有旋转、行波或螺旋磁场等多种功能。
3、按使用电源相数分:有两相电源电磁搅拌器,有三相电源电磁搅拌器。
4、按搅拌器在连铸机安装位置分:有结晶器电磁搅拌装置,有二次冷却电磁搅拌器,有凝固末端电磁搅拌器。
一般公认的就是用第4种分法来说明用什么形式的电磁搅拌装置设备。
(三)电磁搅拌装置的性能,对钢质的影响1、结晶器电磁搅拌(简称M-EMS或M搅拌)钢水在结晶器内,电磁搅拌器安装于结晶器外围。
电磁搅拌器的铁芯所激发的磁场通过结晶器的钢质水套,和铜套侵入钢水中,借助于电磁感应产生的电磁力,使钢水产生旋转左右或上下垂直运动。