电磁搅拌技术实际应用与优化

白杰

摘要：电磁搅拌技术己在钢铁冶金行业应用中被普及。文中主要阐述了电磁搅拌技术以及该项技术在宣钢生产中的优化改造。

关键词：技术；原理应用；优越性；优化改造

中图分类号：TF777.1

文献标识码：A

文章编号：2095-6487 （2018） 01-0123-02

1 概述

国家的发展离不开工业经济，在当前国内的大环境下，粗钢的产能过剩，但精品钢却缺口很大。我们相信随着科学技术的进步，电磁搅拌这项作为提高铸坯质量的关键技术一定会在此机遇中得到前所未有的创新发展。

2 电磁搅拌技术实现原理

其主要原理是：当钢液流经搅拌器，受到电和磁场的作用后会在其内部产生电磁力，对钢液进行搅拌。在这种电磁力作用下，其可以割断铸坯内部柱状晶前梢，增加等柱晶体核，可以加快传热，强化传质，使边界层变薄，浓度逐级增加。

3 技术类型及实际钢厂生产中存在的问题

按实用方式，电磁搅拌可分为3类型：直线型、旋转型和螺旋型。按照具体安装位置划分可分为4种类型：中包搅拌、结晶器搅拌、冷却搅拌和凝固末端搅拌。我国各大钢厂现在使用的电磁搅拌技术还不够完善，主要存在以下几个问题。一是不具备工艺试验台，不能对参数进行优化。二是功率不足，因国内电磁搅拌技术引进较早，更新换代不及时，功率不能够满足现实生产实际情况，无法发挥其应有的作用。三是连铸中电磁线圈多是采用水冷办法进行降温，那么水的质量就直接影响线圈的使用寿命，水质量一旦不过关极易造成接线处的绝缘被破坏。四是电磁搅拌技术对品种钢作用较为明显，而对普钢作用有限，使用后反而会使一些低合金钢出现白亮带和负偏析现象[1]。

4 实际生产验证电磁搅拌优越性

下面就以品种高碳钢作为搅拌实验对象，具体以GCr15生产作为检验电磁搅拌技术优越性的实例。

4.1 对中心偏析、疏松及缩孔的影响

相关实验表明，没有使用电搅的产品，中心偏析、疏松数值较高，会在其中产生缩孔现象，组织中黑点明显且产生了中心碳偏析。在凝固的末期，柱状晶会向中心生长，一旦形成稳定“桥”就会阻止钢液向下收缩凝固，并会产生管状缩孔。使用了组合式电搅后，铸坯中心偏析指数明显下降，成分变得更加均匀，用硫印相纸观察铸坯截面会发现硫化物、中心缩孔现象明显减少。经过对河钢宣钢现今使用的镭目液面自动控制仪器进行参数调整后铸坯中心的偏析、疏松及缩孔现象明显得到改善，获得了符合要求的生产产品，参数设置也符合2号连铸机的生产要求。

4.2对凝固组织的影响

没有使用电磁搅拌生产出来的GCr15内部晶体粒子粗大，等轴率只有20%左右。使用了电磁搅拌后，产品等轴率达到了60%左右，明显得到提高，晶体粒子也明显减小。分析可知，生产过程中由于固液相区范围大，凝固后中心出现结晶，使得产生的等轴晶体不足。在使用了电磁搅拌后，钢液会冲断柱状晶体，使其变为等轴晶体核并且会不断加宽，产品变得更为密致且均匀[2]。

5 电磁搅拌技术应用及优化改造

电磁搅拌可单独也可联合进行使用，只用结晶器搅拌可以有效防止“白亮带”的出现，但对设备本身要求较高。因此，采用组合式技术最为合适，根据河钢宣钢2#连铸机生产现状和对产品质量生产要求，采用（M+F-EMS）模式效果最佳，设置好交替运行，就可达到预期效果。但因宣钢使用的是较为早期的连铸机，在设计初期，电磁搅拌系统的设计存在许多漏洞，系统在运行中曾出现过因无法调节电流强度被迫停止运行，这就不利于岗位人员及时发现问题并采取相应措施。为了提高产品质量，我们自主设计并建立了河钢宣钢第一座电磁搅拌试验台，目的就是用于对未上线及已经下线的电磁搅拌系统线圈进行检测，确保其完好率达到标准要求[3]。

由于电搅线圈之间阻值只有约0.17Q.现有的常用测试仪器如万用表无法准确检测出其具体阻值，这就会导致线下结晶器经人工检查后上线却出现问题致使线圈打火，严重时会被烧损。建立了电磁搅拌试验台后，可模拟现场生产环境，同时增加了对部分参数的实时检测，如冷却水水压和磁通量。这样不但可以观察线圈实际生产时的工作状态，还可以通过各种参数观察该线圈在不同工作条件下的生产情况。我们还根据试验台的实际情况编制了相应操作规程和设备档案，以备操作和维修人员参考使用。

电磁搅拌系统改造后，冶炼不同的钢种时可以有针对性的选择不同的磁通强度，品种钢的质量得到了进一步的提升。电磁搅拌线圈经过线下试验后上线运行，至今未出现由于线圈故障导致的断流、停机现象，保证了生产的节奏和產量。

6 结束语

电磁搅拌技术对铸坯质量的提高起着关键的作用，是过程控制的重要手段，其显著的特点是设备简单，成本低，生产产品质量有保证，操作相对简单，是现代连铸机生产的必要设备。随着技术的不断完善，它终将会把钢铁冶金提升到新的地位。

参考文献

[1] 张学冬，贾文苏.电磁搅拌技术改变铸坯内部结构提升产品质量[J].山东工业科技，2012 （4）：24-26.

[2] 李觉东，张伟.电磁搅拌技术在国内发展现状[J].工程技术学报，2013，12 （2）：27-30.

[3] 赵少飞，杨海西，电磁搅拌技术在板坯连铸中的应用[J].河北冶金，2012 （5）：37-38+14.