胡利军 尹中宇 左连龙

（德龙钢铁有限公司炼钢厂 河北邢台 054001）

摘要：随着连铸电磁搅拌技术研究的不断成熟，板坯二冷区电磁搅拌装置因其在改善铸坯中间裂纹、中心偏析、中心线裂纹等缺陷方面的技术优势，得到了广泛的应用。笔者通过对电磁搅拌技术原理的阐述及电磁搅拌系统装置在炼钢厂2#连铸机上的应用实例分析，验证了二冷区电磁搅拌技术能明显提高铸坯质量的结论。

关键词：技术原理；二冷区电磁搅拌；明显提升

0  引言

电磁搅拌技术以对钢水较强的对流、传热和传质效果，能够明显提高铸坯质量等明显优势在国内外钢厂得到了广泛应用。但目前中国电磁搅拌技术在线应用尚处于不平衡状况,方坯连铸应用覆盖率较高,尤以结晶器电磁搅拌器占主导地位;而板坯连铸电磁搅拌的应用尚不普及(约为37%) , 这其中又主要以二冷区电磁搅拌为主, 板坯结晶器电磁搅拌器还只是较大钢厂引进一些国外装置。^[1]德龙钢铁有限公司炼钢厂通过在2#连铸机二冷段加装湖南中科电磁搅拌装置，钢坯的低倍组织、中心线偏析级别等指标较未安装电磁搅拌装置前均得到较大的改善，得出在连铸二冷区加装电磁搅拌装置能很好的提高铸坯质量的结论，为今后德龙钢铁集团内兄弟单位或其他冶金钢铁企业的板坯连铸机使用提供可供借鉴的经验。

1  板坯电磁搅拌技术原理

1.1 电磁搅拌器的由来

板坯电磁搅拌为直线搅拌或行波搅拌, 基于感应直线电动机的原理。^[2]

其相当于直线电动机，即相当于将定子铁心在一侧沿轴切开并展平，再在定子铁心上的绕组通交流电，使原来沿圆周旋转的磁场变成向同一个方向行进的行波磁场，铸坯代替原来的电机转子。如图1

图1

1.2  对辊电磁搅拌器内磁场形成

炼钢厂2#连铸机采用二冷区辊式对辊电磁搅拌器安装方式，即在扇形段对辊前后加装1对电磁搅拌器，电磁搅拌器激发一个同一方向的行波磁场B,流动的钢液相当于由垂直于磁场方向的无数条导线组成，每条导线都在切割磁力线，进而在磁场的作用下感生出感应电流j，根据左手定则，感应电流j与磁场B相互作用，在铸坯的钢水内产生电磁力F，推动钢水沿着点此方向运动，达到搅拌的作用，如图2。

图2

1.3  电磁搅拌器对钢液内部成晶过程的影响

电磁搅拌产生的电磁力推动钢液强烈流动可以打断或弯曲枝晶臂。部分枝晶臂将作为金属液凝固时的额外晶核；另一部分枝晶碎片将被带到远离枝晶的液穴中重熔，更多形核基底的出现和枝晶碎片的重熔带来的温度均匀将促进更多等轴晶的行程，从而实现提高铸坯等轴晶率、减少中心偏析、中心疏松和缩孔、改善铸坯凝固组织的目的。见图3

图3

2  二冷区电磁搅拌技术在2#连铸机的应用

2.1  炼钢厂2#连铸机概况

连铸机型：立弯式 1机2流

板坯尺寸：厚度：200mm；宽度：670-1150mm

连铸机半径：8m

弯曲段长度：3000mm

拉坯速度：0.8-1.4m/min

2.2  炼钢厂2#连铸机电磁搅拌安装方案

基于现代电磁搅拌冶金理论的“热模型理论”及“机械模型理论”，电磁搅拌的最佳起始位置为铸坯未凝固率50%～60%处(1段～2段位置)，在此进行有效搅拌可以得到大范围的等轴晶区，对消除内部裂纹非常有效^[3]。结合1#机板坯二冷区电磁搅拌装置使用的成功经验，2#机改造采用2对高磁场电磁搅拌辊前后配置方式，即在扇形1段1组辊前后和扇形2段7组辊前后分别安装两对电磁搅拌辊。

2#机二冷段改造方案为将改造前的扇形1段1组和扇形2段7组的前后普通辊拆除，安装湖南中科提供的电磁搅拌辊，电搅辊安装实物见图4、图5。

图4 安装电磁搅拌器扇形段

    图5 未安装电磁搅拌段扇形段

2.3  安装电磁搅拌装置后铸坯质量分析

为验证2#机二冷区加装电磁搅拌装置是否能提高铸坯质量，现对Q235B钢种未电搅、单对辊电搅与双对辊电搅低倍对比。

表1 未电搅、单对辊电搅、双对辊电搅对铸坯质量影响

由图6可见，双对辊电搅效果最好，即可增加铸坯等轴晶率、抑制中间裂纹，又可减轻铸坯中心偏析，提升铸坯质量效果明显。

图7

3  结束语

有上述可知，二冷区电磁搅拌技术是利用电磁感应原理，通过高磁场电磁搅拌辊在扇形1段和扇形2段附近建立高强磁场，改变钢液内部流动方向和物质及热量传递方式，从而改善铸坯内部凝固过程的技术。通过对2#连铸机二冷区加装电磁搅拌装置前后铸坯低倍分析和等轴晶宽度的对比，验证了二冷区电磁搅拌装置对连铸2#机质量提高有明显作用。

参考文献

［1］肖红，易兵，龙萌等.连铸结晶器电磁搅拌技术的新发展［J］连铸，2017（10），卷号（4）：119-123

Xiao Hong, Yi Bing, Long Meng et al. New Development of Electromagnetic Stirring Technology for Continuous Casting Mold. [J]. Continuous Casting, 2017 (10), Vol(4):119-123

［2］王宝峰，李建超.电磁搅拌技术在连铸生产中的引用［J］鞍钢技术，2009（01），卷号（1）：1-5

Wang Baofeng, Li Jianchao. Application of Electromagnetic Stirring Technology in Continuous Casting Production. [J]. Angang Technology, 2009 (01), Vol(1):1-5

［3］何勇力，姜国庆，张国胜等.连铸机电磁搅拌系统的应用实践［J］冶金设备，2019（5），卷号（5）：93-96

He Yongli, Jiang Guoqing, Zhang Guosheng et al. Application Practice of Electromagnetic Stirring System in Continuous Casting Machine. [J]. Metallurgical Equipment, 2019 (5), Vol(5):93-96