电磁连铸冶金技术及应用现状

陈 浩，刘 彬，沈仙雨

（贵州省六盘水师范学院化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

电磁连铸冶金技术及应用现状

陈 浩，刘 彬，沈仙雨

（贵州省六盘水师范学院化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

对现有电磁技术在冶金行业中的作用进行论述，阐述电磁连铸冶金技术的应用方法，着重分析电磁连铸技术在冶金行业的发展。

电磁连铸；冶金技术；应用现状；探讨

1 电磁搅拌技术

1.1 电磁搅拌技术原理

电磁搅拌技术应用于连铸技术是目前冶金技术最重要的发展途径，而电磁搅拌技术的发展中只有通过提高技术才能完成铸坯质量的改善，磁场的不同形式会对电磁的力度产生不同的变换，而在液态金属变化时，连铸坯自身会通过交变电磁场的不断转变，才能产生电流，继而能最大程度的产生电磁感应。电磁力只有通过不断的控制钢水的流动，才能在冶金连铸过程中完成最终传热与凝固的过程，只有上述步骤才能顺利完成清洁度的提高。通过铸坯的扩大来完成等轴晶区，从而不断的降低偏析中的成分，最大程度减轻中心疏松，对中心缩孔的距离可以最大程度的疏松甚至放缓。电磁搅拌不仅可以最大程度的对铸坯的轴晶体进行区域扩张，更可以使晶粒细化，最大程度减少搅拌中发生的偏析与裂纹，最终实现钢材料在生产过程中的超纯净度与超细化以及超均质化的高质量要求，可以说在钢铁工业不断发展的今天，电磁搅拌技术为技能的发展增添了更多的活力。而就目前现状而言，电磁搅拌技术已经快速的得到发展，而在技术不断进行变革的今天，电磁搅拌器所发生的作用也可以从安装位置的不同进行进一步的研究。

1.2 电磁搅拌的研究和应用现状

在电磁技术不断发展的今天，电磁搅拌机理已经由原有的理论研究而发展为实际应用，通过不断的发展与研究进一步实现磁力线完成对铸坯凝固壳的穿透就目前的发展而言，世界各国都对二冷区的电磁搅拌技术产生了更多的兴趣，并在此程度上加紧研发。在世界科学实验室研究的过程中，通过对搅拌方向进行水平与竖直向上向下的改变，来对非金属夹杂进行铸坯内的测量。在三维数值的模拟限元方法搅拌下，对流场进行分析。发现竖直向上的搅拌方式可以减少从水口流出的钢液的穿透深度。弯月面下的流体在不断降低的同时也会最大程度的降低的流速，而流苏降低也会增加对钢液的保护。而日本钢铁公司在研究的过程中，将注流在结晶器之间进行电磁搅拌。通过不断的实验也解决了现有冶金时出现长水口堵塞的问题。而在实验的过程中更发现，即使在连铸中也可以进行低热度的浇注[3]。

2 软接触电磁连铸技术

软接触电磁连接技术是通过结晶器不断进行电磁变化来完成钢坯连铸技术的创新，基本原理在于结晶器由于其自身的特殊结构而形成感应线圈，通过感应线圈产生交变电流，而交变电流又由于自身磁场发生交变反应促使熔池外侧产生电流。因此，当电磁通过侧压力的作用可以最大程度地减小钢液的静压力。而靠近结晶器的钢液会随着内壁的作用而不断的向结晶器推进，在形成弯月面形状之后，钢坯会进一步实现同软接触电磁之间的连铸。在最初电磁力作用的保护下，弯月面会随着压力的变化而发生变形。在形变的过程中，由于保护渣的渣道变宽，振动周期会因为受到保护渣通道压力的影响而相对变缓，最终使得渣液无法流畅的运动。对于冶金表面振痕而言，会产生相应的裂纹缺陷。而在当前发现的各种问题中，冶金界自身对现有的技术的研究在不断突破的同时，市场价值也在不断递增。

3 软接触电磁连铸技术的理论和应用研究

20世纪60年代，前苏联便提出无模电磁连铸技术在此之后又通过进一步的研究来不断反映出冷坩埚与电磁悬浮熔炼最终促使结晶器产生交变电磁场的反应。在原有的实验中，是通过铝合金来进行连铸反应，进而不断使液体金属进行多程度的接触与改变，在结晶器呈现出软接触状态之后，最大地改善了冶金过程中铸坯的质量。由于实验的成功与进步，该技术在后期被应用到冶金工作中，最终研发出两段式软接触电磁连铸技术。但是由于现有技术不精湛，工艺不完善，产品性能会直接影响价格的变动，因此行业在定价中无明显优势，而价格限制也严重制约了现有软接触电磁连铸技术的发展，而在工业生产中的应用也随之变得缓慢。我国各大学研究院也同各大钢厂不断的进行技术研讨，在研发的过程中对软接触电磁连铸方面的实验表明，连铸工艺自身也可以通过技术的更迭而改变钢铁的表面质量。而各单位通过不断的研究也发现，金属在凝固结晶的过程中也会由于电磁场的作用而提高内部组织，进而提高钢铁质量[4]。

4 结束语

在世界钢铁不断发展的时期，只有通过快速的提高生产效率，减少现有流程才是企业发展的方向。因此技术在后期的发展过程中，新装备的研发，新工艺的竞争将是钢铁材料行业的竞争热点，而如何生产出高纯净的质量产品将成为各大冶金行业竞争的重点。而在现实应用当中，鞍钢钢铁分公司中的薄板坯则是通过结晶器进行电磁制动并与二冷区电磁搅拌技术不断配合和产生的设备，正通过不断的发展而侧重对电磁冶金技术的研究与开发。

[1] 蒲海清.依靠科技进步调整结构迎接中国钢铁工业新世纪挑战[J].钢铁，1999，34（S1）：1-5.

[2] 韩至成编译.电磁流体力学在冶金工业中的应用[J].国外钢铁，1987，（06）：24-39.

[3] 殷瑞钰.中国钢铁业发展与评估[J].金属学报，2002，38（6）：561-567.

[4] 赫冀成.电磁场对改善钢材质量的作用[J].钢铁2005，40（1）：24-30.

Discussion on Electromagnetic Continuous Casting Metallurgical Technology and Its Application

Chen Hao，Liu Bin，Shen Xian-yu

The existing electromagnetic technology in metallurgical industry，the essay discusses the role，the application of the electromagnetic continuous casting metallurgy technology method，analyzed the development of electromagnetic continuous casting technology in metallurgical industry.

electromagnetic continuous casting；metallurgical technology；application status；to discuss电磁连铸冶金技术是现代电磁流体力学不断演变发展来的，在电磁冶金理论中强调电磁流体力学应该通过不断的发展而在冶金技术中进行不断地演变。其主要的技能在于对金属自身是可溶的良导体。在电流的作用下，磁场会在金属熔体内产生一定的电磁力。而该电磁力通过相互作用会产生非接触性的搅拌与传输，而在这个过程中金属熔体自身的形状也变得可控。电磁冶金技术在其发展的过程中的特性便是高密度性与清洁性，而这二者的集合会使得冶金技术在使用的过程中更具有可控性，因此在进行机械化进程中也会增强其自动化。

TE777

：A

1003–6490（2016）10–0019–02

2016–10–11

陈浩（1992—），男，贵州盘县人，主要研究方向为冶金工程。