连铸生产中的电磁搅拌技术

连铸电磁搅拌1.引言连铸技术是金属冶炼和加工过程中的重要环节，其目的是将高温熔融的金属连续不断地浇注成所需形状的固体金属件。

在连铸过程中，为了提高铸坯的质量和产量，人们引入了多种冶金技术和工艺，其中连铸电磁搅拌是近年来发展起来的一项重要技术。

2.电磁搅拌技术原理电磁搅拌技术是一种利用磁场力对金属熔体进行非接触式、低能耗的强化搅拌技术。

在连铸过程中，通过在钢水注入结晶器的过程中施加一个适当的磁场，使钢水在磁场的作用下产生旋转或流动，从而实现钢水的均匀混合和传热。

这种技术的应用可以显著提高铸坯的内部质量和表面质量，减少铸坯的缺陷和裂纹，从而提高了产品的成品率和力学性能。

3.连铸电磁搅拌的应用连铸电磁搅拌技术在多种金属材料的连铸过程中得到了广泛应用，如钢铁、铜、铝等。

在钢铁行业，连铸电磁搅拌技术主要用于提高方坯、板坯和圆坯的质量和产量。

通过对方坯进行电磁搅拌，可以显著减少中心疏松和偏析，提高其力学性能；对板坯进行电磁搅拌，可以提高其表面质量和尺寸精度；对圆坯进行电磁搅拌，可以提高其内部质量和生产效率。

在铜、铝行业，连铸电磁搅拌技术也得到了广泛应用。

例如，对铜合金进行电磁搅拌可以显著提高其成分均匀性和力学性能；对铝合金进行电磁搅拌可以改善其组织结构和力学性能，从而提高其抗拉强度和延伸率。

4.经济效益与社会效益连铸电磁搅拌技术的应用可以带来显著的经济效益和社会效益。

首先，通过提高铸坯的质量和产量，可以减少产品的废品率和生产成本，提高企业的经济效益。

其次，连铸电磁搅拌技术的应用可以显著降低能耗和减少环境污染，从而提高了企业的环保水平和社会形象。

此外，连铸电磁搅拌技术的应用还可以提高生产效率和生产能力，从而为企业创造更多的商业机会和竞争优势。

5.结论连铸电磁搅拌技术是一种重要的冶金技术，其在提高铸坯质量和产量、降低能耗和环境污染等方面具有显著的优势。

随着技术的不断发展和完善，连铸电磁搅拌技术的应用范围和效果将不断扩大和提高。

板坯连铸电磁搅拌技术岳阳中科电气有限公司2007年7月23日目录一、电磁搅拌工作原理 (03)二、电磁搅拌冶金机理 (04)三、电磁搅拌参数设计 (05)四、板坯电磁搅拌型式及其特点 (08)主要型式及特点 (08)三种类型主要特点 (09)对连铸机结构要求 (09)五、板坯电磁搅拌流场 (11)钢液流动形式 (11)钢液流动影响区域 (12)六、电磁搅拌安装位置 (12)七、冶金效果 (14)冶金机理 (14)不锈钢冶金效果 (14)八、搅拌器的主要作用 (18)板坯连铸电磁搅拌技术一电磁搅拌工作原理由于板坯连铸机的结构特点，目前处于实用的板坯连铸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，都由普通旋转电机的定子演变而来。

设想将旋转电机定子在一侧顺轴向剖开并展平，即形成平面感应器或直线电机，见图1。

使原来沿圆周旋转的旋转磁场变成向一个方向行进的行波磁场，铸坯则替代电机的转子，从而构成单边行波磁场搅拌器（Single side Travelling field stirrer: STS）。

如果在STS上面再加一个感应器，即构成双边行波磁场搅拌器（Double side Travelling field stirrer: DTS）。

1—电机；2定子；3转子；4铸坯；5搅拌器感应器图1 旋转电机演变成行波磁场搅拌器图2 板坯S-EMS工作原理二冷区电磁搅拌器的工作原理如图2所示。

简单地说，在板坯二冷区布置一对行波磁场搅拌器，激发向一个方向行进的行波磁场。

该行波磁场在铸坯内感生感应电流，感应电流与外加磁场相互作用，在铸坯的钢水内产生电磁力，即=⨯电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，推动钢水向一个方向运动。

值得注意的是钢水流动方向始终和行波磁场方向相一致，如行波磁场方向倒向，钢水也随之改变流动方向。

二电磁搅拌冶金机理现代理论认为电磁搅拌改善铸坯组织结构的机理主要基于以下几点：a）改变凝固过程的动力学条件（即机械模型理论）；b）改变凝固过程中热力学条件（即热模型理论）；c）改善凝固过程的物质迁移条件。

连铸电磁搅拌技术全面解答收藏帖！1.什么叫电磁搅拌(简称EMS)?大家知道，一个载流的导体处于磁场中，就受到电磁力的作用而发生运动。

同样。

载流钢水处于磁场中就会产生一个电磁力推动钢水运动，这就是电磁搅拌的原理。

电磁搅拌是改善金属凝固组织，提高产品质量的有效手段。

应用于连续铸钢，已显示改善铸坯质量的良好效果。

早在1922年就提出了电磁搅拌的专利。

论述了流动对金属结构、致密性、偏析和夹杂物等方面的影响。

1952年开始在钢厂连铸机二次冷却区装置电磁搅拌的试验。

随着连铸技术的发展，为改善连铸坯质量，人们对电磁搅拌结构、类型、搅拌方式和冶金效果进行广泛深入研究，使电磁搅拌技术日益成熟，得到了广泛的应用。

2.电磁搅拌器有哪几种类型?电磁搅拌器型式和结构是多种多样的。

根据铸机类型、铸坯断面和搅拌器安装位置的不同，目前处于实用阶段的有以下几种类型。

(1)按使用电源来分，有直流传导式和交流感应式。

(2)按激发的磁场形态来分，有：恒定磁场型，即磁场在空间恒定，不随时间变化；旋转磁场型，即磁场在空间绕轴以一定速度作旋转运动；行波磁场型，即磁场在空间以一定速度向一个方向作直线运动；螺旋磁场型，即磁场在空间以一定速度绕轴作螺旋运动。

目前，正在开发多功能组合式电磁搅拌器．即一台搅拌器具有旋转、行波或螺旋磁场等多种功能。

(3)按使用电源相数来分，有两相电磁搅拌器，三相电磁搅拌器。

(4)按搅拌器在连铸机安装位置来分，有结晶器电磁搅拌器、二次冷却区电磁搅拌器、凝固末端电磁搅拌器。

3.电磁搅拌技术有何特点?与其他搅拌钢水方法(如振动、吹气)相比，电磁搅拌技术有以下特点：(1)通过电磁感应实现能量无接触转换，不和钢水接触就可将电磁能转换成钢水的动能。

也有部分转变为热能。

(2)电磁搅拌器的磁场可以人为控制，因而电磁力也可人为控制，也就是钢水流动方向和形态也可以控制。

钢水可以是旋转运动、直线运动或螺旋运动。

可根据连铸钢钢种质量的要求，调节参数获得不同的搅拌效果。

【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。

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。

连铸电磁搅拌器原理连铸电磁搅拌器是一种应用于连铸过程中的设备，通过电磁力的作用实现对铸坯温度和组织的控制。

它的原理是利用电磁感应和电磁力的相互作用，通过在连铸坯内部产生交变磁场，从而搅拌坯内的金属液，使其温度和组织均匀。

连铸电磁搅拌器主要由电磁线圈、电源和控制系统组成。

电磁线圈是通过电流产生磁场的装置，通常由多层螺线管组成。

电源主要用于提供电流，控制系统则用于控制电磁搅拌器的工作状态。

在连铸过程中，电磁线圈通过电流产生的磁场作用于铸坯内的金属液，从而达到搅拌的效果。

具体来说，连铸电磁搅拌器的工作原理如下：1. 电磁感应：当电流通过电磁线圈时，会在铸坯内产生交变磁场。

根据法拉第电磁感应定律，交变磁场会在金属液中产生涡流。

2. 涡流作用：涡流会在金属液中形成环流，这种环流会导致金属液受到电磁力的作用。

涡流的强度和方向与金属液的电导率、磁场强度和频率等因素有关。

3. 电磁力作用：涡流受到电磁力的作用，使金属液发生搅拌。

电磁力的大小和方向由涡流和磁场的相互作用决定。

通过调节电流和频率等参数，可以控制电磁力的大小和方向，从而实现对金属液的搅拌。

连铸电磁搅拌器的原理基于电磁感应和电磁力的相互作用，可以实现对连铸坯的温度和组织的控制。

通过搅拌坯内的金属液，连铸电磁搅拌器可以使铸坯的温度和组织更加均匀，提高产品的质量和性能。

此外，连铸电磁搅拌器还可以减少铸坯内部的气孔和夹杂物，提高产品的表面质量。

连铸电磁搅拌器是一种通过电磁力实现对连铸坯温度和组织控制的设备。

它的工作原理是利用电磁感应和电磁力的相互作用，通过在连铸坯内部产生交变磁场，对金属液进行搅拌。

连铸电磁搅拌器可以提高产品的质量和性能，使铸坯的温度和组织更加均匀。

它在连铸过程中具有重要的应用价值。

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。

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。

电磁搅拌技术在连铸机上的应用及其对铸坯质量的影响摘要：连铸电磁搅拌装置能有效地改善铸坯的内部组织结构，提升表面的质量，减少中心偏析和中心疏松，基本消除中心缩孔和裂纹，大大增加等轴晶率，是生产高碳钢的必要设备，因而广泛应用于各种方坯连铸机上。

电磁搅拌能够实现无接触能量的转换，即不予钢水接触就可以将电磁能转换为钢水的动能和部门热能，并且可人为调节电磁流的方向及钢水搅拌方向，从而生产出符合不同钢种需求的板坯，对改善板坯质量有重要的作用。

鉴于此，本文对电磁搅拌技术在连铸机上的应用及其对铸坯质量的影响进行分析与探讨。

关键词：电磁搅拌技术；连铸机；二冷配水；铸坯质量1.电磁搅拌技术原理和分类电磁搅拌器相较于三相异步电动机工作原理相同，三相电源提供电力支持，在磁极中形成旋转磁场。

通过搅拌装置的钢液，磁场会产生电磁力矩作用在钢液上，围绕着注流断面轴心旋转运动。

电磁力方向是由磁场磁极变化方向所决定，任意两相电源界限交换，即可改变电磁力方向，结合搅拌工艺要求，灵活调整电磁搅拌方向。

通过控制钢液对流、传热和传质过程，促使钢液过热度均匀，打破树枝晶，促进钢液中的气泡和杂质上浮，加剧等轴晶形成。

通过此种方式，可以改善中心疏松、缩孔和中心偏析问题，切实提升铸坯内在质量和表面质量。

就电磁搅拌器类型来看，依据不同安装位置划分为三种：①二冷区电磁搅拌器，在连铸机的二冷段位置安装，有足辊下搅拌器。

②结晶器电磁搅拌器，在连铸机结晶器的位置上安装，跨于足辊和结晶器的搅拌器也属于此类范畴。

③凝固末端电磁搅拌器，在接近连铸机凝固末端区域安装。

④中间包加热用电磁搅拌器，此类电磁搅拌器在连铸机中应用，促使钢液温度始终保持在中间包液相温度的10~25℃范围内，在应用范围较广，无论是投资还是成本都远远小于等离子加热方式，二次冶金效果较为可观。

1.电磁搅拌工艺对于连铸工艺的影响电磁搅拌装置的应用，铸坯可以获得中心较宽的等轴晶带，对于改善中心偏析和中心疏松等问题效果显著。

高碳钢连铸结晶器和凝固末端组合电磁搅拌技术一、方坯连铸电磁搅拌技术的基本知识连铸是铸坯在强制冷却下在其运动过程中具有很长液相穴的凝固过程，它受钢水对流运动和传热两个基本物理现象所控制。

液相穴内钢水对流运动对消除过热度、凝固组织和成份偏析有重大的影响。

而钢水对流的驱动力来自注流的动能和外力，前者与浇注方式有关，后者则可以在液相穴的任何位置上外加电磁力即使用电磁搅拌，而后者的影响比前者强得多。

电磁搅拌的实质简单地说是借助在铸坯的液相穴内感生电磁力强化液相穴内钢水的运动。

由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制铸坯的凝固过程，对改善铸坯质量起了重大的作用，成为连铸技术的重要一环。

1.1电磁搅拌的意义连铸使用电磁搅拌技术的意义在于：①改善铸坯表面、皮下和内部质量，如：●减少表面和皮下的气孔、针孔、夹杂物和表面裂纹；●减少中心偏析、V形偏析；●减少中心疏松、缩孔和内裂；②放宽连铸工艺条件，如：●过热度；●铸机对中要求；③扩大连铸钢种，如●沸腾钢；●易切钢；●轴承钢和滚珠钢；1.2电磁搅拌的模式①结晶器电磁搅拌（MoldEMS：MEMS）●结晶器区域内电磁搅拌（MEMS）：采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。

●跨于结晶器和足辊的电磁搅拌器（M-IEMS）：采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。

②铸流电磁搅拌器(StrandEMS：SEMS)●结晶器下口电磁搅拌器(SubMoldEMS：SMEMS)：采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。

●足辊下电磁搅拌(IntinialEMS：IEMS)：通常采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。

●二冷区电磁搅拌(SecodaryCoolingZoneEMS：SEMS):采用旋转磁场搅拌器或行波磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动或直线运动。

在改善白亮带缺陷上，后者比前者好。

③凝固末端电磁搅拌(FinilSolidificationZone：FEMS)通常采用旋转磁场搅拌器，使钢水产生旋转运动。

板坯连铸机结晶器内电磁搅拌技术摘要：连铸电磁搅拌技术在冶金工业中的应用可以提高钢坯的质量，降低成本消耗，提高连铸钢的等级，降低了芯部收缩，避免了芯部偏聚，改善了铸锭内等轴晶粒。

因此，将电磁搅拌技术引入到炼钢生产中，将大大提升炼钢产品的品质，为炼钢工业带来新的生机。

今后，工业计算机控制技术将与连铸电磁搅拌技术、冶金技术、信息技术等相融合，开拓冶金产业发展新方向，逐渐实现了电磁搅拌的可视化和自动化。

同时，要充分利用新设备和新技术，大力研发新设备和新技术，以增加产品的技术含量和产品的使用效率；节能减排，节能增效，高质量钢铁产品的产量不断增加，为中国钢铁行业与国际接轨做出了重要贡献。

关键词：板坯连铸机；结晶器；电磁搅拌技术引言连铸坯的中心偏析、夹杂物和中心收缩是连铸坯的关键问题，严重影响连铸坯的内部质量。

电磁搅拌是最常用的连铸技术，它可以通过电磁力优化和消除模具中钢水的过热。

电磁搅拌后，坯料的等轴晶粒率显著提高，使坯料固化良好，提高了产品性能。

本发明可以有效地解决连铸坯的中心收缩和清洁度问题。

1结晶器电磁搅拌及连铸坯概述连铸坯是由钢水通过连铸机制成的坯段。

连铸技术可以简化从钢水到钢坯的整个生产过程，而无需连铸。

因此，连铸坯具有生产成本低、金属获取率高、劳动条件好等一系列优点。

目前，连铸坯已成为轧制生产的重要原料。

但是连铸坯也存在一些缺陷。

例如，一般孔隙率、中心孔隙率、一般点偏析、皮下气泡、铸锭偏析、边缘偏析、内部气泡、残余收缩、剥落、白点、轴向晶体裂纹、非金属夹杂物和芯部裂纹。

在低倍率检查中，可能会出现中心气孔、收缩、中心偏析、表面角裂纹和表面边缘裂纹等缺陷。

电磁搅拌是通过在铸坯液空腔中产生的电磁力来强化钢液在空腔中的移动，进而强化了钢液的传热、对流和传质，进而实现对铸坯的凝结进程的控制，这对改善铸坯的品质具有重要的意义。

目前，模具电磁搅拌是最常见的设备，适用于各种连铸机。

它可以改善钢坯的表面质量，细化晶粒尺寸，减少钢坯的夹杂物和中心孔隙率。

1号板坯连铸机二冷区电磁搅拌技术在连铸设备正常运行和连铸工艺稳定的前提下，采用二冷区电磁搅拌，借助电磁力强化铸坯中液相穴内未凝固钢液的运动，从而改变钢水凝固过程中的对流、传热和传质过程，使钢液的凝固与铸坯冶金凝固机理相吻合，从而提高铸坯等轴晶率，减轻中心偏析、中心缩孔、中心疏松，改善铸坯内部质量。

板坯连铸机二冷区电磁搅拌要获得良好的冶金效果，搅拌位置、搅拌区有效作用长度和搅拌参数的选择至关重要。

而最佳搅拌位置和搅拌区有效作用长度的确定需综合考虑生产钢种、铸坯断面、过热度、拉坯速度、冷却制度、冶金长度和铸机结构等。

11号板坯连铸机二冷区电磁搅拌型式板坯连铸机二冷区电磁搅拌的型式主要有三种，单边行波磁场型、双边行波磁场型和辊式行波磁场型。

单边行波磁场型在内弧侧的支撑辊后面沿拉坯方向布置一台行波磁搅拌器，激发垂直向下或向上的行波磁场，内弧侧钢液由凝固前沿向下或向上流动，外弧侧钢液向上或向下流动，形成单一的环流，环流中心偏向内弧。

双边行波磁场型是在内外弧的宽面上沿板宽方向水平布置一对搅拌器，激发方向相同水平行进的磁场，导致钢液沿板宽向一个方向流动，冲击窄面坯壳后分裂成上下两股流动，在有效搅拌区上下各形成一个环流。

但上环流区相对下环流区钢液温度高，粘性小，因而上环流区比下环流区要大。

辊式行波磁场型，又称电磁搅拌辊型，使用4个搅拌辊在内外弧组成两对，若上下两对搅拌辊的有效搅拌区的流动方向一致，则形成两个蝶形流动；若上下两对搅拌辊的流动方向相反，则在两对辊之间形成一个大的环流，而在上一对辊的上方和下一对辊的下方又各形成一个小环流，3个环流中心的流速为零。

板坯连铸机二冷区电磁搅拌三种型式优缺点比较如表1所示。

由表1可看出，电磁搅拌辊型安装灵活，不需改变辊列结构，不需改变扇形段设计，是其他两种类型电磁搅拌不可比拟的。

根据1号板坯连铸机扇形段的辊子布置状况和二冷区电磁搅拌型式的生产应用反馈，确定1号板坯连铸机二冷区电磁搅拌采用电磁搅拌辊型式。

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。

连铸生产中的电磁搅拌技术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。

连铸电磁搅拌是一种应用于连铸过程中的一种技术，它通过在铸模中加入电磁感应线圈，利用电磁场对流体金属进行搅拌和剪切，从而改善了铸坯的组织和性能。

连铸电磁搅拌的主要作用有以下几个方面：
1. 改善铸坯均匀性：在非均匀冷却和凝固条件下，熔体中的包含气泡、夹杂物和浮渣等杂质会聚集在坯内部的某些位置，导致铸坯不均匀。

电磁搅拌可以有效地打破熔体表面张力，促进熔体的混合和扩散，使得坯内的气泡、夹杂物和浮渣分布更均匀，从而改善铸坯的质量。

2. 促进晶粒细化：在铸造过程中，熔体的流动状态对晶粒的形成和生长具有重要影响。

电磁搅拌可以产生流体的强剪切力和涡流，使得熔体进行快速混合，从而促进晶粒的细化和均匀分布。

3. 改善铸坯中的偏析：熔体在凝固过程中往往存在着组分偏离的现象，这导致铸坯中某些部位组成不均匀。

电磁搅拌可以加快熔体的混合速度，减少组分的偏析，改善铸坯的组织和均匀性。

4. 提高产品质量：连铸电磁搅拌技术可以改善铸坯的组织和性能，使得产品的质量得到提高。

同时，它还可以降低生产成本，提高生产效率，是一种非常有价值的先进铸造技术。