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摘 要：本文簡要介紹了濟鋼一煉鋼4#板坯連鑄電磁攪拌技術(shù)的開發(fā)思路和方法，目的在于增加板坯中心的等軸晶區(qū)，避免出現(xiàn)大的中心偏析和縮孔，從而改善板坯質(zhì)量，生產(chǎn)出高端產(chǎn)品。
關鍵詞：擴大等軸晶區(qū)；輥后式雙面行波；空心銅管內(nèi)冷；精確閉環(huán)PID控制
中圖分類號：TF341.6 文獻標識碼：B
電磁攪拌（EMS）的實質(zhì)就是借助在鑄坯液相穴內(nèi)感生的電磁力，強化鋼水的對流、傳熱和傳質(zhì)過程，從而控制鑄坯的凝固過程。EMS對于克服連鑄工藝特有的組織對稱、柱狀晶發(fā)達、中心疏松及偏析有顯著作用。能夠細化晶粒、擴大等軸晶區(qū)，有利于開發(fā)80kg級以上的高端產(chǎn)品。
EMS技術(shù)在國外已廣泛應用于生產(chǎn)高端產(chǎn)品的連鑄機，在國內(nèi)方坯連鑄上的應用比較廣泛，而板坯連鑄上的應用除武鋼、寶鋼、鞍鋼等企業(yè)從國外引進外，大都沒有采用。經(jīng)過幾十年的經(jīng)驗積累，國內(nèi)生產(chǎn)電磁攪拌器的能力有很大的提高，中科院物理所等科研單位也持續(xù)進行了理論研究，現(xiàn)在使這一技術(shù)應用于板坯連鑄機上已具備了條件。濟鋼擬在“十一五”時期，開發(fā)板坯連鑄機的電磁攪拌技術(shù)，增強自己的產(chǎn)品競爭力。
一、一煉鋼4#板坯電磁攪拌器的研究
1．電磁攪拌器的形式
二冷區(qū)安裝電磁攪拌器有三種形式：輥后式、插入式以及輥式電磁攪拌器。從實際條件出發(fā)考慮，濟鋼4#板坯連鑄采用雙面輥后式電磁攪拌比較合理。即在連鑄機的內(nèi)弧側(cè)和外弧側(cè)的非磁性支撐輥后各安裝一臺行波磁場電磁攪拌器。這樣二冷區(qū)扇形段的改造只需將原輥子改為耐高溫非導磁不銹鋼輥；原軸承座改為耐高溫無磁軸承座；原方式、大小和位置不變，冷卻方法及強度等也都不變。采用雙面輥后式行波電磁攪拌，產(chǎn)生組合行波磁場，其攪拌區(qū)域大，使鋼水充分混合，增加等軸晶區(qū)。
2．安裝位置
攪拌位置和攪拌時機的選擇是二冷電磁攪拌獲得良好冶金效果的一個先決條件。一臺二冷電磁攪拌器使用于多種鋼種時，在不同的連鑄工藝條件下，液芯的凝固位置也不盡相同。然而攪拌器是安裝在一個固定的位置，不能隨斷面和鋼種的改變而改變。一般情況下要考慮主要斷面和鋼種的情況，尋找一個最佳的安裝位置。按照EMS傳統(tǒng)的柱狀晶切斷機械模型理論，認為二冷區(qū)EMS的最佳安裝位置在未凝固率40％左右的位置。EMS改善鑄坯組織的機理主要基于以下幾點：(1)改變凝固過程的動力學條件（機械模型理論）；(2)改變凝固過程的熱力學條件（熱模型理論）；(3)改善凝固過程的物質(zhì)遷移條件。根據(jù)熱模型理論，EMS加速了鋼液的流動，從而改善了熱傳導條件，使得鋼液過熱度很快消除，因此可以得到較細的枝晶結(jié)構(gòu)，獲得較大的等軸晶區(qū)。
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