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电磁搅拌技术在连铸优钢生产中的应用及分析摘要：为了提高特钢生产的品质，文章主要针对八钢70t电炉连铸，以及连铸电磁搅拌系统。
从技术特点、针对性的选型、功能介绍及效果对比等方面进行了全面的分析。
关键词：电磁搅拌；漏磁；钢液粘度1前言2006年初，八钢第二炼钢厂70t电炉根据公司下达的生产任务，通过内部挖潜针对优钢生产进行了新一轮的实验，取得了良好的效益，优钢生产产品质量较以前有了较大的进步。
但目前铸坯内部质量仍然存在一些问题。
2电磁搅拌器技术特点连铸电磁搅拌器具有以下特点：①采用低电压、大电流的设计方案，有效地防止高压峰值对绝缘的破坏。
②对L/D比值进行优化，适当加长搅拌器的长度。
③适当放宽电源频率范围。
④适当降低搅拌器安装位置，使弯月面附近的磁场尽可能小。
⑤采用纯净水直冷式电磁搅拌器，漏磁少，中心磁感应强度高，搅拌效果好。
3电磁搅拌结构的分类及性能比较从电磁搅拌器所处安装于连铸机位置分：结晶器电磁搅拌器；二冷区电磁搅拌器；凝固末端电磁搅拌器。
从电磁搅拌器所使用的冷却方式分：油―水冷却电磁搅拌器；水直接浸泡冷却式电磁搅拌器；空芯铜管纯水内冷式电磁搅拌器。
从电磁搅拌器所产生磁场形态分：旋转磁场电磁搅拌器；行波磁场电磁搅拌器；螺旋磁场电磁搅拌器。
现在方坯电磁搅拌普遍使用了结晶器电磁搅拌器，结晶器电磁搅拌器从结构上来讲又分为两类：结晶器内置式电磁搅拌器；结晶器外置式电磁搅拌器。
针对以上电磁搅拌各种不同方式，综合70t电炉连铸的现状，采用的是M-EMS，从结晶器电磁搅拌器的结构上采用了结晶器内置式电磁搅拌器。
4电磁搅拌的原理及分析连铸电磁搅拌的实质在于借助电磁力的作用来强化铸坯中末凝固钢液的运动，从而改变钢水凝固过程中的流动。
影响连铸电磁搅拌的冶金效果的主要因素在于：①电磁搅拌器能否提供足够大的电磁推力。
②不同钢种的末凝固钢液需要多大的电磁推力。
③电磁搅拌的作用区域是否足够大。
④电磁搅拌的安装位置是否得当。
高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊在碳素结构钢连铸上的应用研究【关键词】碳素结构钢；连铸；二冷区；电磁搅拌辊0 前言普碳钢已逐步趋向低合金的优质碳素结构钢钢发展，由于多种原因，现在碳素钢的连铸板坯中不同程度地存在着一些质量问题，如果能将二冷区电磁搅拌技术成功地运用于碳素钢连铸，将很大程度推动连铸电磁搅拌技术的进步。
1 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊应用连铸条件及主要技术1.1 连铸机主要技术参数1.2 电磁搅拌的选择为满足大断面连铸坯的使用，电磁搅拌辊采用湖南中科电气的两项专利技术：（1）高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊电磁搅拌辊的结构由一个固定的激发磁场感应器、起调节作用辊套、接线盒及冷却水路构成。
感应器主要由铁芯及线圈组成，采用纯净水直接冷却，对线圈绝缘性能要求较高，辊套由非磁高强度耐热合金钢制成。
在辊套与感应器之间加装有带缺口的防漏磁屏蔽环，磁屏蔽环的缺口面为工作面，从而极大增强电磁搅拌辊运行时产生的中心电磁推力，其推力比国外同类产品约大1.7-2.5倍。
（2）二冷区电磁搅拌辊支撑装置辊面长度超过2000mm的电磁搅拌辊的机械强度明显不够，极易使辊套变形甚至断裂等。
采用图2支撑结构后，明显改善了其承受的最大弯曲应力，强度的增强使辊套很大程度得到减薄同时是磁场加强，使电磁搅拌辊能够应用于各种断面的连铸机。
3 连铸工艺条件和电磁搅拌参数对碳素结构钢连铸冶金效果的影响3.1 试验钢种及参数3.2 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊对碳素结构钢连铸坯的影响3.2.1 形成等轴晶区二冷区的电磁搅拌辊可以扩大铸坯内部等轴晶区的面积，给定连铸工艺制度条件下，搅拌位置决定了柱状晶和等轴晶厚度之比。
图4为低倍上有明显的方框形白亮带（负偏析带），这是使用sems 搅拌后钢液运动对凝固前沿冲刷后出现的，白亮带以外代表电磁搅拌辊搅拌之前已凝固坯壳的厚度，白亮带以内为磁搅拌器搅拌之后未凝固钢液的厚度。
电磁搅拌辊的安装位置决定了铸坯内部的最大等轴晶区面积，安装位置处凝固率越低，sems所能形成的最大等轴晶区域就越大，反之则越小。
4．5电磁搅拌在小方坯连铸机上的应用
电磁搅拌的作用是促进连铸坯凝固组织的等轴晶化、细化晶粒，改善偏析、减少中心疏松。
提高产品质量及热加工性能。
结晶器的电磁搅拌还有利于夹杂物以及气体的上浮分离。
正确地选定搅拌位置，搅拌强度和搅拌方法是极为重要的。
为了扩大最佳控制区的范围，有效的改善组织，现在一些工厂不仅在一个部位搅拌，而且还在许多部位同时搅拌。
1）结晶器电磁搅拌
结晶器电磁搅拌的作用是通过对凝固前沿的冲刷作用，促进等轴晶的发展，去除夹杂物和气体，可使铸坯凝固时，角部和四周边的凝壳厚度均匀。
2）二冷区电磁搅拌
二冷区电磁搅的作用是通过对钢液的搅动，阻止铸坯树技晶生长，以改善内部组织，减少中心疏松及偏析。
3）凝固末期电磁搅拌的作用是通过对凝固末期钢液的搅动，控制浓化钢水向中的移动，减轻中心疏松。
以上三个部位电磁搅拌，可以单独使用也可配合使用。
采用电磁搅拌技术可以提高钢液的过热度，改善浇注操作。
中间罐的浇注温度可以提高10～15℃。
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。
板坯连铸二冷区电磁搅拌技术(SEMS)毛斌陶金明(中冶连铸北京冶金技术研究院,北京,100081)1、前言连铸实践表明，电磁搅拌对提高铸坯质量、放宽连铸工艺条件和扩大连铸钢种起了重要作用，已成为连铸特别是品种钢连铸的重要技术手段之一。
鉴于对产品性能和质量的要求日益提高，使用钢材较多的部门如造船、建筑、家用电器及汽车等，对钢铁工业提出了更高的要求即：○1具有较好焊接性能的厚板。
高级厚板要求严格控制中心偏析，目的是为了确保使用时（如造船和管线）焊缝处的高强度。
○2具有较高表面质量的不锈钢板。
不锈钢特别是SUS430，等轴晶率和波纹的发生密切相关，保证高的等轴晶率（通常为50%以上）可以有效防止波纹的发生。
○3具有较高表面质量和磁性能的电工钢板。
当板坯内的凝固组织不均匀时，会在硅钢片表面产生瓦楞状的缺陷，不仅影响外观，而且影响成品质量特别是影响电机和变压器的性能。
为达到上述目标，在板坯连铸中采用二冷区电磁搅拌（SEMS）是必要的！由此促进了板坯连铸SEMS技术的复苏，且呈现快速发展的态势。
另外国内板坯连铸用电磁搅拌装置的研发取得了长足的进步，如湖南中科电气有限公司研发成高磁力电磁搅拌器，其性能已大大超过引进装置，这为板坯连铸SEMS技术的发展提供了坚实的物质基础。
据不完全统计，在1987~1990年间，我国三大钢厂在四流板坯连铸机上装备了SEMS，且全部是引进的；此后十余年板坯连铸SEMS的应用没有太多进展。
但据“连铸”2008年第四期报道，从2005年至2008年6月，单是湖南中科电气有限公司一家就为12家钢厂16流板坯连铸机提供辊式EMS成套装置，由此可见，SEMS的发展势头是喜人的！2、工作原理、主要形式及特点2-1行波磁场搅拌器的形成由于板坯连铸机的结构特点，目前处于实用的板坯连铸用二冷区电磁搅拌器大都采用行波磁场搅拌器。
行波磁场搅拌器由平面感应器和非磁不锈钢壳体构成。
平面感应器和直线电机一样，都是普通异步电机的定子演变而来。
辊式电磁搅拌器在硅钢板坯连铸上的应用作者：张凯郑勇彭立新沈长华任继权来源：《中国科技纵横》2018年第22期摘要：通过优化某钢厂的硅钢板坯辊式电磁搅拌器的辊套壁厚和感应器线包数量，从而得到高推力高性能的辊式电磁搅拌器，确定最佳辊式电磁搅拌器参数，达到提硅钢铸坯的等轴晶率。
关键词：辊式电磁搅拌器；结构优化；硅钢；等轴晶率中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）22-0050-021 前言为减小硅钢板坯在连铸中出现内部裂纹，中心偏析等缺陷，以及后续的热轧、冷轧成形过程中出现粗大的带状现象，提高铸坯等轴晶率就非常有必要。
该硅钢板坯连铸机参数及钢水成份为：浇铸断面：230mm×1650mm；连铸机主机半径：10m；中间包温度：1510℃；二冷比水量：0.9L/kg，过热度20℃～50℃；拉速：V=0.65m/min～1.2m/min。
硅钢铸坯钢水主要成分（%）表1所示。
2 辊式电磁搅拌器优化2.1 辊式电磁搅拌器系统辊式电磁搅拌器系统主要包括辊式电磁搅拌器本体、电控系统和冷却水循环系统三大部分。
辊式电磁搅拌器替代扇形段的自由辊，双辊镜像安装，且直接与板坯接触，通过电磁应原理对硅钢铸坯钢水进行搅拌[1]。
辊式电磁搅拌器系统图1所示：安装在扇形段的辊式电磁搅拌器图2所示。
2.2 辊式电磁搅拌器本体辊式电磁搅拌器本体主要由辊套、感应器、辊端轴、轴承及轴承座、冷却水室、端子板组件、接线盒和密封件等组成。
辊式电磁搅拌器3D剖视图3所示：辊式电磁搅拌器是一个线性感应马达。
运行中产生运动磁场，磁场具有一定的运动速度，速度与搅拌器的极距和频率有关，磁场强度取决于线圈的电流和匝数，运动磁场在钢液中产生涡流[2]。
磁感应强度对涡流产生了体积力，积体力推动钢液的流动，即对钢液进行搅拌。
感应器生产推力的原理图4所示。
式中：B为磁感应强度，T；t为极距，m；f为频率，Hz；σ为电导率，S/m；V为速度，m/s；J为感应电流密度，A/m2。
连铸机二冷区电磁搅拌技术简介与应用作者：任明国宋在刚卢刚来源：《中国科技博览》2013年第32期摘要：针对连铸机目前存在的问题和以后的产品结构调整、RH冶炼钢种生产，电磁搅拌技术应用于连铸机成为非常重要的一种铸柸质量控制措施。
关键词：连铸电磁搅拌中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-575-01一、当前连铸普遍存在的问题1、在生产高合金钢（如耐候钢）时中心偏析和疏松严重。
在火焰切割的铸坯中心线就可见严重的中心偏析痕迹，并伴有孔状疏松。
2、铸坯柱状晶发达，等轴晶率少。
目前生产的钢种铸坯断面酸洗后柱状晶最长达50mm，几乎穿透铸坯半厚度，而中心等轴晶区则相对较少，不能满足个别钢种对等轴晶比例的要求。
3、无法与RH工艺匹配生产。
为改善产品结构，提高产品附加值，公司在我厂工序中增加RH精炼炉。
而对应的4#连铸机没有电磁搅拌等控制内部缺陷和等轴晶率的手段，无法浇注出中心偏析和等轴晶率控制较好的铸坯。
轻则将使RH冶炼的钢种范围受限；重则使RH冶炼的钢种浇注的铸坯不合格，影响产品质量和销售。
4、限制拉速的提高。
目前我厂连铸机的实际拉速普遍低于设计拉速，而铸坯内部质量缺陷也是限制了拉速进一步提高的因素之一。
二、项目必要性及二冷区电磁搅拌的优点1、针对连铸机目前存在的问题和以后的产品结构调整、RH冶炼钢种生产，连铸机增加电磁搅拌设备可以改善铸坯的内部组织结构，提高铸坯表面质量，促进钢液中非金属夹杂物上浮，减轻中心偏析、中心疏松、中心缩孔、中心裂纹等内部缺陷，同时提高等轴晶率，抑制和打断柱状晶生长，扩大连铸钢种适应面，提高拉速，放宽对连铸工艺的要求。
2、二冷区电磁搅拌的优点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：结晶器电磁搅拌（MEMS）、二冷区电磁搅拌（SEMS）、凝固末端电磁搅拌（FEMS）。
二冷区电磁搅拌安装的位置大约相当于凝固壳厚度是连铸坯厚度1/4～1/3的液芯长度处，恰好在柱状晶强劲生长的区域，对均匀液芯成分与温度、破碎或抑制柱状晶的生长也有很好的作用。
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。
