电磁搅拌技术的发展

wqda

电磁搅拌技术的发展

电磁搅拌器是由瑞典ASEA公司首先发明用于电弧炉炼钢，后来才被用于连铸。20世纪60年代奥地利开始使用电磁搅拌浇铸合金钢。 70年代，法国冶金研究院(IRSID)首次在方坯连铸机上进行了线性电磁搅拌技术的工业性试验，使硅铝镇静钢的皮下质量得到了改善。随后，园坯连铸的旋转搅拌技术的研究取得了突破性进展。1973年世界首台板坯连铸机二冷段电磁搅拌器在新日铁君津厂投入使用。同年，法国冶金研究院(IRSID)在西德Eillingen厂的板坯连铸机上也使用了电磁搅拌技术。1977年ASEA提出辊后箱式搅拌的设想，安装在铸坯支持辊后面，沿拉坯方向搅拌铸流。适用于辊子辊径小，搅拌器与板坯的距离小于250毫米的连铸机。后来，日本神户钢铁公司在弧形板坯连铸机上安装了直线型电磁搅拌器，新日铁用结晶器电磁搅拌装置(M—EMS)控制钢液流动，大幅度提高了表面质量及合格率；铸坯初期凝壳厚度均匀，因纵裂而引发的拉漏事故明显减少。 M--EMS的原理是∶在结晶器内板坯后方设置直线运动式传感器，产生能罩住整个铸坯宽度的平行、稳定移动磁场，以驱动结晶器内弯月面附近的钢水沿着水平方向旋转流动。现在，新日铁的板坯连铸机上几乎全部采用了这类M—EMS新装置。 旋转式结晶器电磁搅拌技术由新日铁(NipponSteel)于1981年开发，广泛用于新日铁(NSC)连铸机上和神户钢(Kobe)Kokogawa的3号连铸机上。钢液的转动靠安装在结晶器宽边铜板顶部的2个水平的搅拌器产生的搅拌实现，目的在于降低钢液温度梯度，有利于铸坯凝固壳体的均匀生成，并可减少针孔、气孔和夹杂类的皮下缺陷。 目前针对结晶器上采用旋转电磁搅拌有不同的观点∶新日铁认为只有将搅拌器安装在高位，弯月面处才能获得改善质量的效果。Danieli提出将电磁搅拌器放在结晶器的中间高度的观点。这使结晶器结构和设计相比，新日铁较为简单。 20世纪80年代，日本川崎和瑞典ASEA开发了结晶器电磁制动装置。90年代，间歇搅拌器和多频搅拌器相继开发，这标志电磁搅拌技术的发展和成熟。随着技术的进步，开发了组合式电磁搅拌器装置，与单一的搅拌工艺相比，在改善铸坯质量、减少中心偏析的效果更好。 1991年日本钢管(NKK)引进了钢水能加速或减速离开浸入式水口(SEN)的EMLS/EMLA(电磁液面减速/电磁液面加速)工艺，还能使结晶器弯月面处或弯月面下钢水旋转的EMRS。电磁减速--电磁加速是一种专为拉速超过1.8米/分的连铸机设计搅拌系统，此系统由日本钢管(NKK)公布的。这种多模式的电磁搅拌(MM—EMS)采用4个线性搅拌器，位于浸入式水口(SEN)的两边，两两并排安装在结晶器宽面支撑板的后面。它们对通过SEN的钢液进行减速或增速(EMLS/EMLA)。目的在于对弯月面处钢水流动进行优化控制。日本钢管(NKK)的数据显示，对弯月面处钢水流动经过优化控制后产生出来的铸坯，冷轧成卷后其表面缺陷降到了最低程度。 在高浇铸速度下，启动电磁减速(EMLS)系统，将钢液流动减速，这样与保护渣有关的夹杂物会消失。传统的EMS(EMRS)只有开/关功能，不能根据实际的浇铸条件调整，EMLS/EMLA代表了第二代技术，成熟的流场控制，无需手动操作，由计算机模型根据铸坯尺寸、拉速、SEN几何形状/插入深度和氩气流量，实时调整加速、减速以及工作强度。多模式操作的EMS属第三代技术，在同一个连铸机上，它将三种电磁搅拌(即减速、加速和旋转)结合起来。三种操作模式如下∶(1).针对高拉速下，优化的双环钢液流动方式(日本钢管NKK)电磁减速/电磁加速模式(EMLS/EMLA)；(2).针对某种钢种(0.13%C，0.008%Al)的电磁旋转(EMRS)模式，减少皮下针孔；(3).将不稳定单环形钢液流动方式优化并转变为稳定双环钢液流动方式的持续加速电磁加速(EMLA)模式。有人把这一新理念看作为第三代电磁搅拌系统，这种系统已于2002年1月应用于POSCO韩国浦项厂3号板坯连铸机上，2003年7月在浦项Kwangyang厂1~3号连铸机上开始运行。高速浇铸时，EMLS可使弯月面处钢水流速降低50%以上；低速浇铸时，EMLA可使弯月面处钢水流速提高25%以上。EMRS使弯月面处钢水产生旋转运动，流速达0.35米/秒，可消除弯月面7~9毫米以内的波动，铸坯皮下缺陷减少40%，头坯表面夹渣、针孔减少40%~75%，汽车面板合格率提高到77%。日本神户钢铁公司研究了一种新型的电磁搅拌技术，即对中间包到结晶器之间的铸流采用搅拌技术，解决了浸入式水口(SEN)堵塞的问题；新日铁又开发了一种铸流电磁搅拌，安装在足辊以下、二冷段以上的狭缝里，通过改进等轴晶区比率来减少中心偏析，防止内裂的产生。 （来源：制钢参考网）