连铸电磁搅拌的应用

连铸电磁搅拌的应用

刘亮

宝武集团新疆八一钢铁有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830022

摘要：连铸电磁搅拌技术是目前冶金行业中应用最广泛的一项技术。文章分析了电磁搅拌技术的五种形式。对于电磁搅拌技术的研究所获得的成果进行了叙述，并预测了冶金行业未来的发展前景。

关键词：电磁搅拌技术；冶金行业；质量；电磁力

连铸的概念最早是在十九世纪六七十年代被提出的，而连铸技术在二十世纪二三十年代才开始用于冶金，当时只用于有色金属的冶炼。随着连铸技术的不断推广，连铸坯的质量也备受关注，成为了连铸技术中的重点关注对象。另外，电磁搅拌技术可以控制连铸技术中的传导和流动现象，同时可以改善连铸坯的质量。因此，连铸电磁搅拌技术就成为了广大学者的研究对象。

我国在二十世纪七十年代开始独立研究连铸电磁搅拌技术，随着改革开放的推进，我国不断引进新的技术和装备，经过多年的努力研究，使我国的连铸电磁搅拌技术取得了很大的进步，到现在为止，我国除了电磁搅拌器的线圈需要进口以外，其他零部件均自己生产自己使用。电磁搅拌器的线圈影响着整个设备的使用寿命，设备运行中线圈发热，必须用凉水降温，而长期用水降温会导致线圈外层的保护膜破损或脱落，线圈损坏容易s发生安全事故，因此，提高线圈的使用寿命就成为了电磁搅拌技术的重点研究方向。

一、连铸电磁搅拌技术的形式

根据安装位置的不同，可以将连铸电磁搅拌装置分为五种形式：

1.结晶器电磁搅拌装置

顾名思义，该装置是安装在结晶器的搅拌装置，安装在结晶器的内部和外围都可以，但是普遍选择安装在结晶器的外围。该装置可以改善连铸坯的表面质量，减少其内部的污垢，减少疏松现象的发生，可以应用于所有连铸机，因此，这也是应用最为广泛的一种。另外，该类型的搅拌装置可以使钢水在结晶器内均匀的凝固，从而减少表面裂痕，提高质量。

2.二冷段电磁搅拌装置

该装置是安装在二冷段的电磁搅拌装置，将该装置安装在二冷一段的足辊处，使其与二段的电磁搅拌装置组合在一起使用，该装置在提高连铸坯表面质量的同时还可以提高其内部质量，与电磁搅拌装置组合使用后可以提高连铸坯的总体质量，痛死可以扩大轴晶的范围，减少中心偏离和缩减现象的发生。

3.凝固末端电磁搅拌装置

该装置一般应用于冶炼碳含量高的钢种时，安装在靠近凝固末端的地方。该装置的安装可以减少中心偏离和松动的现象，从而提高连铸坯的质量。

4.组合式电磁搅拌技术

该技术就是将结晶器电磁搅拌装置、二冷段电磁搅拌装置和凝固末端电磁搅拌装置两两组合或者三种一起组合使用，来达到大范围的改善连铸坯表面质量和内部结构，减少偏离的目的。

5.跨结晶电磁搅拌装置

该装置是安装在结晶器与足辊之间的，国内一般很少使用这种装置，该装置的安装位置、磁场方位、磁场强度、运作方式等与其他几种都大不相同，该装置所生产出来的钢材质量是其他几种装置组合起来也达不到的。因此，对于跨结晶电磁搅拌装置进行研究是非常有必要的，

二、电磁搅拌技术的冶金机制

以结晶器电磁搅拌装置为例来分析电磁搅拌技术的冶金机制，机制主要包括机械和热力两种效应。在设备运行过程中，一般采用旋转形式进行搅拌，钢水在设备内进行高速旋转，达到一定数值时产生离心力，然后钢水中的杂质等在中央聚集然后被吸收，从而提高铸坯的内部质量，另外，旋转方式进行搅拌可以更加均匀，搅拌过程中磁力增加也可以减少柱状晶体的数量，从而达到改善铸坯表面架构和内部结构的目的。

三、连铸电磁搅拌技术的实际应用

我国于二十世纪七十年代开始自行研制电磁搅拌技术，经过多年的不懈努力，连铸电磁搅拌技术终于得到了广泛的推广和应用，使得我国的冶金行业得到了很大的发展。连铸电磁搅拌技术的应用主要有以下几个方面：

1.在方圆坯连续铸钢中的应用

连铸电磁搅拌技术是通过控制液态金属的运动来提高铸坯表面和内部结构的技术，有利于提高铸坯的质量因此被广泛应用于冶金行业，其中最广泛的应用就在于方圆坯的铸造。

外国对于连铸电磁搅拌技术的研究也很多，但在方圆坯的铸造技术上我国依旧处于优势地位，世界上最大的方圆坯是在湖南生产的；准800圆坯连铸电磁搅拌体系在第一次运行时，产出的钢就达到了优良水平，符合质量标准。由此可见在方圆坯的铸钢应用中是非常有效的。

2.在板坯连续铸钢中的应用

连铸电磁搅拌技术在板坯连续铸钢中的应用主要是在结晶器外围和二冷段安装电磁搅拌装置。在结晶器外围的装置主要用于控制钢水的流动和传热，从而提高铸坯的质量，减少表面裂痕；安装在二冷段的装置主要是控制结晶柱的长度，抑制其生长，从而减少中心松动和偏离的现象，提高内部质量。

3.在有色金属熔炼中的应用

运用熔炼炉电磁搅拌装置进行有色金属的熔炼，可以提高冶炼效率和质量，同时能够降低对环境的污染，减少能源的消耗。

4.在坩埚熔炼中的应用

电磁搅拌技术在坩埚中应用主要是为了改善材料的性能，目前还有很多公司在研究此项应用，随着经济的快速发展，对于材料的质量和性能提出了更高的要求，因此，对于坩埚熔炼的点此技术的研究也就呈现出多元化的特点。

四、连铸电磁搅拌技术在冶金业的成果

1.目前连铸电磁搅拌技术仅应用于冶金行业，外国已经开始逐渐将其引进到其他领域去试应用。在冶金行业其取得了很多成果，主要表现为以下几个方面：

电磁搅拌器的磁感强度与电流强度成正比，搅拌频率对于磁感的分布位置没有任何影响，但是对磁感强度有较小的影响，搅拌频率增加会使磁感强度降低；而电流的强度和机器搅拌频率对于钢水的磁力大小有直接的影响，电流增加，电磁力增加；频率加快，电磁力减弱。

2.旋转电磁力在水平面上推动钢水进行匀速的顺时针运动，相同水平面的相同距离上电磁力相同，中心位置的电磁力最弱。

3.电磁搅拌装置对钢水的传热效果有影响。没有安装电磁搅拌装置的设备，钢水从口中流出后是垂直向下运动，使得铸坯的缎面温度增高，而安装了电磁搅拌装置的钢水从垂直运动变为水平运动，流出的钢水浸润深度变浅，使得横向的温度升高，有利于钢水进行传热。

4.钢水的磁感强度与电流大小呈反方向运动，电流较低时，钢水磁感强度大分布均匀，电流较高是，钢水磁感强度小分布不均。一般情况下，位于边缘的磁感强度大于中心的磁感强度。

五、冶金行业的发展方向

连铸电磁搅拌技术的广泛应用推动了我国冶金行业的发展，我国的钢铁市场发展越来越好，钢的种类越来越多，在市场发展的要求下，对于钢的质量要求越来越高，因此也要相应的加强连铸电磁搅拌技术，来更好的提高钢的产量和质量。

提高连铸电磁搅拌技术就要不断的进行创新，为技术和设备注入新的活力。未来冶金行业的发展主要应该放在提高钢铁质量上面，要运用先进的技术和设备提高质量，减少钢铁杂质的含量，尽最大能力提高其纯净度，生产出更好的更高质量的连铸坯。

相关冶金企业要根据自身的实际发展情况对公司制度和公司设备进行改进和创新，要及时掌握相关最新资讯，引进先进的理念和技术，在提高生产效率的同时做到保护环境和减少资源浪费，要努力的提高铸坯的表面质量和内部结构，提高铸坯的总体质量。另外，要想获得更长远更持久的发展，还要提高自身的自主创新能力，自主研发新的产品或技术，研究新的设备，努力提高自身水平，缩小我国与发达国家之间的差距，提高自身的竞争力。

六、总结

通过以上内容的叙述，要想提高铸坯的质量，就要进行现代化的改造，抓住机会，迎接挑战，运用新技术提高生产效率，增加经济效益，提高国际竞争力，推动我国的冶金行业持续发展，走向国际。

参考文献：

[1]邱刚连铸电磁搅拌技术的应用分析［J］价值工程2014（7）

[2]张衬新电磁搅拌技术在铜管连铸生产中的应用进展［J］有色冶金设计研究2016（2）

[3]齐雅丽张国至贾光霖电磁搅拌对液态金属运动及凝固组织的影响［J］铸造技术2005（2）