下载文档原格式
连铸：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。
连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。
连铸的工艺流程:将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。
结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。
拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。
连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。
连铸的主要工艺设备介绍:钢包回转台钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。
由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。
单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。
蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、驱动装置、防护板组成。
钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。
钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过140吨。
三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。
因此，我们在变频器的容量选择上，留有余地，即比电机功率加大一级。
同时利用变频器的s曲线加速功能，通过调整s曲线保证加、减速曲线平滑快速，减少对减速机的冲击，再通过PLC判断变速限位、停止限位实现旋转过程中高、低速自动变换及到位停车，同时满足了对旋转时间和平稳运行的要求。
顺时针，逆时针，旋转中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。
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。
电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理和影响因素电磁搅拌连铸技术已经成为钢铁行业中广泛应用的一种技术，可以有效地降低预浇铸坯的表面温度，提高钢坯表面的均匀性和质量。
在电磁搅拌连铸技术中，白亮带的形成是一种常见的问题，它在很大程度上影响了连铸坯的质量和使用效果。
在本文中，我们将探讨电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理和影响因素。
首先，我们来探讨电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理。
白亮带是在连铸坯的横截面上表现为白色的纵向条纹，其长度一般为数厘米至十几厘米不等。
研究发现，白亮带的形成与坯内的氧化物夹杂物和硫化物夹杂物有关。
在电磁搅拌连铸过程中，搅拌强度和方向不一致，导致搅拌效果不同，造成熔池中的氧化物和硫化物相对集中，从而形成白亮带。
其次，我们来探讨电磁搅拌连铸坯中白亮带的影响因素。
白亮带是电磁搅拌连铸中常见的缺陷，其出现与多种因素相关。
首先是搅拌条件，如搅拌强度、方向、频率等等。
搅拌过强或过弱都会导致白亮带的形成。
其次是钢水成分，如钢水的硫含量、氧含量等等。
硫含量过高或氧含量过高都会使白亮带的形成概率增加。
另外，连铸坯的结晶器形状、铸坯应力等因素也可能影响白亮带的形成。
为了避免电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成，我们需要采取一些措施。
首先，我们需要在生产过程中严格控制钢水的成分，降低其硫、氧含量，以降低白亮带的形成概率。
其次，我们需要控制搅拌条件，如搅拌方向、强度、频率等等。
过强或过弱的搅拌都会导致白亮带的形成。
此外，对连铸坯结晶器的结构和尺寸进行调整，减少铸坯应力，有助于减轻白亮带的形成。
综上所述，电磁搅拌连铸坯中白亮带的形成机理和影响因素是一个复杂的问题。
只有我们能全面了解白亮带的形成机理和主要影响因素，以及如何通过适当的措施来降低其形成概率，才能有效地提高连铸坯的质量和使用效果。
电磁搅拌在小方坯中的应用和日常维护发布时间：2023-07-11T06:04:43.330Z 来源：《科技潮》2023年12期作者：潘孝银[导读] 电磁搅拌（EMS）首先由瑞典发明用于电弧炉炼钢，后来随着在磁流动力学方面的不断深入研究，电磁搅拌技术日渐成熟，开始逐渐应用于感应熔炼炉、钢包精炼炉和连铸机。
江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴 214400摘要：电磁搅拌是提升连铸坯质量的有效方法，在我国生产应用过程中相关技术得到了极大的优化，取得了良好的效果，目前电磁搅拌技术仍在不断优化，本文主要介绍电磁搅拌技术在我分厂小方坯连铸机上的应用，如电磁搅拌装置的工作原理，电磁搅拌控制系统结构组成以及实际应用过程中存在的问题和解决措施，希望在以后的生产过程中可以更好的维护好电磁搅拌器，将电磁搅拌故障率降到最低。
关键词：电磁搅拌；磁场强度；线圈前言：电磁搅拌技术在钢厂连铸中得到大范围的应用，技术人员以及生产者意识到连铸技术对钢铁生产起到的作用，加强对连铸坯技术的关注以及研究程度，围绕连铸坯质量进行深入研究，电磁搅拌技术作为钢铁工业成功的连铸技术，依托于电磁流体力学理论，在定量认识电磁场介质传递的情况下，通过连铸过程中对钢水传热、流动、凝固等工作的控制，以此提升连铸技术作用效果，规避成分偏析、中心缩孔等情况出现，电磁搅拌技术是在科学的理论下进行，可以提升铸坯材料的整体质量，但是在其应用过程中依然要不断优化技术短板，比如我厂小方坯连铸机实际生产中根据钢种工艺需要采用差异化的频率和电流，跟踪试验情况良好，铸坯质量稳定。
一、电磁搅拌技术的发展概况电磁搅拌（EMS）首先由瑞典发明用于电弧炉炼钢，后来随着在磁流动力学方面的不断深入研究，电磁搅拌技术日渐成熟，开始逐渐应用于感应熔炼炉、钢包精炼炉和连铸机。
直到1977年，法国钢研院开发了低频电源，在一台四流方坯连铸机上进行了MEMS技术的第一次工业应用，达到了比较成熟的程度而被迅速推广。
电磁搅拌电磁搅拌技术和应用效果目前已经比较成熟。
对于大方坯和小方坯(＞150mm,≤150mm)连铸，为了生产高质量铸坯和轧材，电磁搅拌是必须采取的措施，而且必须采取提高铸坯表面质量的结晶器电磁搅拌(M-EMS)和改善中心偏析的二冷电磁搅拌(S-EMS)的组合式搅拌。
由于方圆坯断面积比板坯小，所以表面的清理损耗和工作量要比板坯大得多，因此提高方圆坯的表面质量的经济效益也比板坯大得多。
M-EMS搅拌对提高铸坯表面质量有重要作用。
其机理是：（1）液芯的运动均匀了内部钢水的温度，并使保护渣均匀熔化，因此形成振痕稳定和厚度均匀的坯壳并与结晶器壁接触良好；（2）液芯的流动冲洗使凝固壳内表层的夹杂和气泡上浮到液面中心，人工捞出可提高铸坯的表面质量和钢的纯净度。
S-EMS搅拌的作用是大幅度减小铸坯表层细等轴晶内侧的柱状晶厚度，使其变成等轴晶，从而可以明显降低中心偏析和疏松。
这对最终成品圆钢和线材的质量判定和二次加工性带有决定性。
为了消除轧材的柱状晶，不使用S-EMS的铸坯压缩比约在10左右，而采取S-EMS的压缩比为5时就可以达到。
因此采用S-EMS也可以使用较小尺寸的铸坯生产较大规格的成品，或在同等条件下进一步提高轧材的强度、塑性和冲击性。
中心偏析产生的原因是铸坯在凝固过程中碳、硫、磷、锰等溶质（含非金属夹杂物及气相等轻质相）元素的浓度逐渐增高的结果，因此S-EMS的作用机理是铸坯出结晶器后，利用电磁的作用使液芯钢水在转动的过程中凝固，这样，一方面使溶质元素分布均匀，改善中心偏析度；另一方面，由于钢水的转动冲刷凝固的前沿，使已成固态的微粒变成新的结晶核，因此扩大了等轴晶比率，相对减少了柱状晶量。
M-EMS与S-EMS组合式电磁搅拌可以适应优质钢和不锈钢的质量需要，但是对于碳含量＞0.50%的高碳钢和弹簧钢等钢种，为了解决芯部碳的偏析，应在铸坯凝固末期对糊状钢液进行电磁搅拌，即F-EMS。
电磁搅拌的原理，以电磁感应原理为基础，闭合电路的一部分导体在磁场中运动会产生电流，带电的导体在磁场中运动会产生阻碍其运动的电磁力。
结晶器电磁搅拌器的作⽤S-EMS对铸坯内部质量的改善我国科美达公司⾸次出⼝印度南⽅钢铁公司的实⽤型EMS是在2001年印度的四流⽅坯连铸机上投产使⽤的。
它是⼀台S-EMS。
⽽且此类型电磁搅拌器被⼴泛采纳使⽤了4年之久，究其原因主要有两个：⼀是它安装在连铸机的铸流区内，相对简单便利；⼆是它采⽤⼯频电磁搅拌，电⽓设备的投资费⽤低。
它的主要冶⾦效果是可在铸坯的中⼼区形成等轴晶凝固结构，并减少了铸坯的中⼼疏松和偏析缺陷。
对某些钢种来说它对其铸坯内部质量的改善的同时，却在凝固前沿产⽣了负偏析的危害，即所谓的“⽩亮带”现象。
从流体原理上来解释。
通过其对铸坯内部液态钢⽔的搅拌，破坏了凝固前沿的树枝晶结构，阻⽌了柱状晶的⽣成和凝固搭桥现象的发⽣，减少了中⼼疏松，⼩钢锭现象和中⼼偏析。
依据S-EMS的机械模式，它应在铸流区的最佳位置处，不宜太⾼⽽搅拌太早，进⽽影响了搅拌效果，使柱状晶再次⽣成，不宜太低⽽不能在凝固前沿打断树枝晶，⽽树枝晶⼀旦形成，就不能再通过搅拌来打断，事实上，因为M-EMS的使⽤，以上两种设计思路不得不有所改变。
M-EMS对铸坯表⾯质量的改善因为在结晶器下⽅铸坯的表⾯已呈凝固态，所以要对铸坯表⾯质量进⾏改善，就不能选择铸流搅拌器。
另⼀种⽅法就是将搅拌器置于结晶器的弯⽉⾯处，以起到对铸坯表⾯凝固开始前对其“清洗”的作⽤。
在2001年58台外装置型结晶器电磁搅拌器在⾸钢⼆炼钢⼚4#机8机8流显⽰出它对铸坯表⾯质量改善的优越性，于是湖南科美达电⽓公司就将其在冶⾦⼯艺领域⾥推⼴应⽤。
事实上，对结晶器弯⽉⾯处的液态钢⽔进⾏搅拌，使其产⽣旋转运动，有以下三个效果：●阻⽌了⾮⾦属夹杂物和⽓泡被最先凝固的铸坯壳所捕捉，从⽽使铸坯在凝固前沿得到“清洗”。
●给⾮⾦属夹杂物和⽓泡产⽣⼀个离⼼⼒。
在离⼼⼒和铸坯中⼼⼒的联合作⽤下，使其更易于上浮到弯⽉⾯处，从铸坯凝固壳处分离出来。
● “清洗”弯⽉⾯。
将上浮夹杂物保持在弯⽉⾯的凹陷处，从⽽使其远离铸坯凝固壳。
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。
简述电冶金的原理与应用电冶金是一种利用电流和电磁力产生的加热和搅拌作用来进行金属熔炼和合金冶炼的工艺方法。
其基本原理是通过电流通入金属或合金中，使其产生加热和熔化，同时通过电磁力的作用来进行搅拌和混合，从而实现金属或合金的熔炼和冶炼。
电冶金的加热原理是利用电流通过导体时会产生热量，这一原理被称为焦耳效应。
当电流通过导体时，电流与导体的电阻产生摩擦，使电能转化为热能。
通过调节电流和时间，可以控制金属或合金的加热温度，实现熔炼和冶炼过程。
电冶金的搅拌原理是利用交变电流在导体中产生交变磁场，进而形成涡流，在金属或合金中产生剧烈搅拌和混合。
这一原理被称为洛伦兹力。
洛伦兹力与电流的方向、大小和导体的形状等有关，通过调节电流和搅拌装置的设计，可以控制金属或合金的搅拌和混合程度，从而获得所需的冶炼效果。
电冶金主要应用于金属和合金的熔炼和冶炼过程中，具有以下几个方面的应用：1.钢铁冶炼：电冶金主要用于炼钢过程中的电炉炼钢和连铸过程中的浇铸和搅拌。
在电炉炼钢中，通过电流加热和电磁搅拌，可以实现快速熔化和混合，提高熔炼效率和质量。
在连铸过程中，通过电磁搅拌，在铸态钢水中实现均匀搅拌和混合，去除非金属夹杂物，改善铸坯的质量。
2.铝和铜冶炼：铝和铜是常用的金属材料，电冶金在铝和铜冶炼中也有广泛应用。
通过电炉加热和电磁搅拌，可实现高效的铝和铜熔炼和混合，提高冶炼效率和产品质量。
3.有色金属冶炼：电冶金还可以应用于其他有色金属的冶炼，如镍、锌、锡等。
通过电炉加热和电磁搅拌，可以实现有色金属的熔炼和混合，满足不同金属的冶炼需求。
4.合金冶炼：电冶金可以应用于合金的冶炼过程，通过电炉加热和电磁搅拌，实现合金中各组分的熔炼和混合，控制合金的成分和性能。
电冶金在不锈钢、镍基合金等高端合金的冶炼中有重要的应用。
5.废金属回收：电冶金还可以应用于废金属的回收过程，通过电炉加热和电磁搅拌，可以将废金属熔化，去除杂质，并重新制备成可用的金属材料。
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。液相穴内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，金属熔体内产生电磁力，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]。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中产生感应电流，感应电流与当地磁场相互轴晶率，改善铸坯表面、皮下和内部质量的目的[4]。 电磁搅拌技术可以大幅度提高钢的清洁度，减小皮下气孔，扩大铸坯的等轴晶区，降低成分偏析和过热度，减少钢水中的夹渣，减轻或消除金属的中心疏松和中心缩孔的现象，从而实现生产优质高等级钢材的目的，实现超纯净度、超细化及超均质化的要求，更为钢铁工业的发展提供了新的活力[11-13]。 20世纪70年代以来将电磁冶金技术应用于连铸方面，是电磁冶金技术应用最重要的发展之一，同时连铸已成为电磁冶金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、脉冲磁场、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[11,14]。 搅拌机是一个两相、两极的线性感应器，线性电磁搅拌机基本上可看作是一个线性马达。搅拌器通入电流后，在铸坯上产生感应电流，其方向垂直于铸坯纵断面，并且周期性随感应磁场而改变方向，电流和感应磁场的作用产生一电磁力，并沿铸坯纵向形成一个合力矩，使铸坯中未凝固的钢水产生旋转运动，由层流变为紊流，加速对流传热，从而增加等轴晶比例[10]。 陈国威认为合金或碳含量高的钢种两相区宽，易于形成发达的树枝晶，而树枝晶在电磁搅拌力作用下容易被打断形成晶核，所以等轴晶率高于其它钢种。含硅高的钢种，钢水流动性好，电磁搅拌装置对其搅拌作用较大，因而效果较好。而钢水流动性差的钢种，电磁搅拌对其搅拌的作用较小，效果要差些[15]。 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 [11]。 瑞典ABB公司制造的结晶器电磁搅拌装置。该装置采用了空心铜管纯水内冷式技术，整机结构紧凑、搅拌功率大， 采用了独特的矩形结构、非对称旋转磁场形式的搅拌器，为国际20世纪90年代末的先进技术[16]。除此之外还有法国罗德瑞克公司(ROTELEC)的辊式电磁搅拌装置等[15]。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，主要有以下几种搅拌形式[11]。 2.1.1中间包电磁搅拌 日本川崎钢铁公司于上世纪90年代中研发成功基于电磁搅拌技术的离心流动中间包(Centrifugal Flow Tundish)，简称CF中间包。在线应用取得较好的效果，达到高拉速、高清洁度的效果。由于电磁力产生的离心力的作用，轻的夹杂物和渣向旋转中心区集中，并在集中过程中上浮，从而使夹杂物和渣从钢水中分离出来[17]。 2.1.2 结晶器电磁搅拌(M-EMS) 安装在结晶器水套内部或外部(内置式或外置式结晶器电磁搅拌器)，其作用效果是：提高拉坯速度，改善表面质量，清洁凝固壳表层气泡和夹杂，有利于减小过热度的影响，提高钢水纯净度，改善铸坯内部组织结构，增加等轴晶率等，高效连铸机的核心设备[18-19]。 2.1.3 二冷区电磁搅拌(S-EMS) 这种形式的搅拌器是安装在二冷区。二冷区搅拌的主要效果是：消除柱状枝晶间的搭桥，减轻或消除中心疏松和中心缩孔，扩大等轴晶区，减轻中心偏析和内弧夹杂物的集聚。目前的生产实践和研究表明，只有将二冷区搅拌与末端搅拌结合起来，才能实现最佳效果[11]。频率一定时，电流越大，磁感应强度越大。而电流一定时，磁感应强度随着频率的增大而减小[20]。 2.1.4 凝固末端电磁搅拌(F-EMS) 这是把搅拌器安装在钢液凝固末端的一种搅拌方式(糊状区)。此时，钢水成糊状，凝固壳较厚，一般采用低频电源[21]。其主要效果是：降低中心偏析，减轻或消除中心疏松和中心缩孔等。目前的主要问题是如何保证电磁搅拌器准确安装到指定凝固率的位置上，同时保证稳定的连铸工艺参数并与电磁搅拌工艺参数合理匹配[11]。王彪等通过对末端电磁搅拌中心磁感应强度的测量,发现中心磁感应强度与电流成正比,与频率成反比[20]。 2.2 电磁搅拌的研究和应用现状 针对电磁搅拌的机理和应用，人们从多个方面开展了电磁搅拌理论的研究工作。20世纪70年代法国的东方优质钢公司进行了具有代表性的研究工作，证明了磁力线能够穿透铸坯凝固壳。之后，世界各国对二冷区电磁搅拌技术的发展给予了极大的重视[3,11]。巩文旭的研究中表明：不同的拉速对凝固末端电磁搅拌(F- EMS )最佳的安装位置影响非常大， 且只有一个最佳位置[22]。 S1Kunstreich回顾了电磁搅拌应用于扁平产品连铸生产中的各种形式，并按液态钢水流动形态和冶金效果给予分类。多模式电磁搅拌属于第三代结晶器搅拌技术，它将电磁搅拌的3种功能通过不同操作模式集成在一起，显著改善了产品质量和连铸机的性能[23]。 李志强通过统计不同时间段结晶器电磁搅拌磁场强度及连铸坯质量，将不同磁场强度所对应的连铸坯内部质量进行对比，分析了不同磁场强度对连铸坯质量的影响，得出电磁搅拌磁场强度与电磁力矩基本呈正比关系，可用磁场强度大小来衡量电磁搅拌能力。当电磁搅拌磁场强度衰减至 300 ×10－4 T 以下时，不允许其上线使用[24]。 李洪凯通过电磁搅拌在连铸冶金中的应用实践，从运行状况来看，江阴兴澄特钢使用的电磁搅拌设备以及工艺水平基本达到了设计的要求，并且创造了比较好的经济效益[12]。 孙彦辉等针对南钢大方坯连铸机轴承钢连铸电磁搅拌冶金效果不明显的问题，开展了优化轴承钢连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的试验，对不同电磁搅拌参数及搅拌方式下铸坯和轧材碳偏析进行了研究。结果表明: 大方坯心部和边部均为负偏析，正反交替的电磁搅拌有利于降低碳偏析[13] 陈永，郭浩等[25-29]针对攀钢大方坯连铸机投产初期重轨钢连铸电磁搅拌冶金效果不明显的问题,开展了优化重轨钢连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的现场试验,对比研究了电磁搅拌电流对重轨钢铸坯中心疏松、中心偏析、等轴晶率等内部质量的影响,制定了满足攀钢重轨钢连铸工艺要求的电磁搅拌工艺制度。 马骏通过对测试结果的理论分析优化确定了结晶器电磁搅拌的电磁参数,为结晶器电磁搅拌技术的广泛应用并取得良好的冶金效果找到了依据[30]。谢茂恩等通过实施正确的工艺路线,可以减少钢中夹杂物数量,达到纯净钢水,改善铸坯质量的目的[31-33]。
3 电磁制动技术 3.1 电磁制动技术简介 电磁制动的工作原理：在板坯连铸结晶器的两个宽面，外加一对恒定磁场，其方向从一个宽面垂直穿过钢水到达另一个宽面。从SEN的两侧孔吐出的流股，以相当大的速度垂直切割外加的恒定磁场，它们相互作用的结果在钢水中感生电磁力。其感应的电磁力的特征是： 1)电磁力的方向始终与流股方向相反，从而制动了流股，使其减速； 2)电磁力的大小与流股的速度成正比，流速为零，电磁力也为零[2]。
3.2 电磁制动技术的研究和应用现状 连铸工艺中，为了生产出高纯净钢，需要控制钢液的成分以及钢液的流动状态。从20世纪80年代初第一代区域型电磁制动技术的出现，已经发展到现在的可以优化流场改善质量的第三代电磁制动技术，即结晶器内流体控制技术(FC-MOLD) [34]。汪洪峰等介绍了结晶器电磁制动技术的基本参数和在梅钢连铸机上的实际应用[35]。 电磁制动有效提高结晶器弯月面温度，电磁制动能稳定结晶器液面，铸坯表面的气孔与夹杂物含量，提高钢坯表面质量， 铸坯表面的气孔与夹杂物含量，提高钢坯表面质量， 电磁制动技术在中国的应用还处于初级阶段，相对于二冷水模型与轻压下模型，还没有成熟的 L2 计算机模型来控制电磁制动设备。另外，需进一步展开电磁制动机理的研究，为电磁制动的广泛应用提供科学依据[36]。 电磁制动能有效的抑制钢液的速度。电磁制动装置投入使用需要结晶器本身安装电磁制动线圈，线圈的线序极为重要，否则产生的磁场方向会发生变化，无法实现稳流去夹杂作用，进一步造成生产故障[37]。
