連鑄末端電磁攪拌器磁場分布規(guī)律及電磁工藝參數(shù)優(yōu)化試驗研究.pdf

1、在合金鋼連鑄工藝過程中，中心偏析與中心縮松是影響連鑄坯質量的主要缺陷，同時也會影響到軋材的質量。特別對于中高碳合金鋼，減輕或消除中心偏析與中心縮松是連鑄工藝必須解決的難題。末端電磁攪拌(FEMS)技術是改善合金鋼連鑄坯中心偏析與中心縮松的一種行之有效的工藝方法。 本課題針對南京鋼鐵聯(lián)合有限公司電爐廠末端電磁攪拌項目，采用有限元ANSYS軟件建立末端電磁攪拌的模型，分析模型的結果，找出鑄坯液芯處磁感應強度分布規(guī)律和電磁力分布規(guī)律，

2、進而可以更好理解電磁攪拌對鋼水凝固過程作用的實質，并可以優(yōu)化電磁工藝參數(shù)，提高鑄坯質量。連鑄用末端電磁攪拌是通過旋轉磁場對鑄坯作用，使鑄坯液相穴內產生感生電流，同時產生電磁力強化液相穴內鋼液的運動，強化鋼液凝固過程中固-液界面前沿的對流、傳熱和傳質過程，調整抑制柱狀晶發(fā)展、促進成分均勻、夾雜物顆粒上浮的熱力學和動力學條件，從而控制鑄坯凝固組織，改善鑄坯質量。在對于電磁攪拌器的磁場全面了解的基礎上，再根據(jù)不同鋼種的凝固特性不同，就可以確定

3、電磁攪拌的參數(shù)，鑄坯的質量就能得到提高。 連鑄坯在凝固末端已：具有一定厚度的坯殼，變化的磁場通過坯殼時，在坯殼上會發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象，對電磁能產生衰減，但由于坯殼溫度在居里點以上，屬于非鐵磁物質，本論文采用銅套模擬，在空載時測量和模擬有坯殼存在時的磁感應強度分布，這就可以更好理解末端電磁攪拌器的磁場分布規(guī)律。掌握末端電磁攪拌器內磁場分布的特點，并通過連鑄坯的低倍、硫印和成分分析等檢測方法，檢驗末端電磁攪拌對改善合金鋼連鑄坯中心偏析

4、與中心縮松的冶金效果，進而確定生產用末端電磁攪拌電磁參數(shù)與工藝參數(shù)。 末端電磁攪拌器內磁感應強度分布的測試。在對末端電磁攪拌器的結構做了深入了解的基礎上，根據(jù)特斯拉計的工作原理與測試探頭的特點設計出固定支架，解決了在測量過程中確定測量點的困難。在不同電流強度和不同頻率下分別測量了攪拌器內的磁感應強度分布，由測量的數(shù)據(jù)分析歸納出末端攪拌器內磁感應強度的分布規(guī)律和電磁參數(shù)與磁感應強度分布的關系。測量結果表明，末端電磁攪拌器內磁感應強

5、度的分布與理論計算的結果吻合較好，這為連鑄末端電磁攪拌器結構改進與電磁攪拌參數(shù)確定提供了依據(jù)。 末端電磁攪拌參數(shù)的確定。在一定的連鑄工藝條件下，在不同電磁攪拌參數(shù)下對77B、GCr15等主要鋼種進行工業(yè)試驗，通過對試樣的縱端面和橫斷面分別做低倍、硫印與成分分析，進而對不同電磁參數(shù)下的攪拌效果進行綜合評價與分析，最終確定不同鋼種的最佳電磁攪拌參數(shù)。 通過盡一年半時間的現(xiàn)場生產使用，進一步取樣檢驗表明，未經過末端電磁攪拌的試