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第6期 刘洋等：二冷区电磁搅拌对连铸板坯中心偏析的影响 .585 频率与中心偏析级别和等轴晶率的影响关系，如 成正比关系[8]，此时实验的电磁搅拌电流是不变 图6所示.在二冷区电磁搅拌电流固定的情况下， 的，也就是说电磁搅拌频率为8业时搅拌强度要大 无论拉速是1.1mmin还是1.2mmin,电磁搅 于5z和2z的搅拌强度，电磁搅拌力的穿透深 拌频率对中心偏析几乎没有影响，偏析程度基本保 度与频率的平方根成反比关系[]，2出的搅拌频率 持在B0.5级，电磁搅拌频率对板坯等轴晶比率有 相比5H五和8出而言具有更深的穿透深度.电磁 一定影响，在两种拉速的条件下，电磁搅拌频率5h 搅拌强度和穿透深度耦合在一起共同影响着铸坯等 时得到了相对最大的等轴晶率12.9%和11.8%， 轴晶率的大小，作用机理和形式是相当复杂的，比 2z的搅拌频率下铸坯等轴晶率尽管比5Hz的时候 较本次实验的三种电磁搅拌频率参数，5h的搅拌 要小，但比8搅拌频率得到的比率大，实验结果 频率得到最大的等轴晶率，也许是因为平衡并综合 表明，无论采用何种二冷段电磁搅拌频率参数中心 了搅拌强度和穿透深度共同作用的结果， 偏析级别基本保持不变，而等轴晶比率随着电磁搅 拌频率的改变有5%左右的变化，减轻连铸板坯中 3结论 心偏析的有效措施是减小由钢水静压力引起的板坯 (1)单独使用二冷区电磁搅拌工艺对改善连铸 鼓肚和增加等轴晶组织[3] 板坯的中心偏析是有效的，对比不采用此工艺的连 15 1.5 铸板坯，C、P和Mn元素的中心偏析系数有较大程 意拉速l,1mmin 13 o-拉速12mmin 劝 度的降低， 1.0 11 (2)二冷区电磁搅拌频率2五、5h和8z对 板坯中心宏观偏析的程度无明显影响，基本都保持 0.5 在偏析B0.5级；对板坯厚度宽面的等轴晶率有影 响，其中5Hh时等轴晶率最大， 6 8 二冷段电磁搅拌频率Hz 参考文献 图6二冷段电磁搅拌频率对板坯中心偏析和等轴晶率的影响 [1]Pochmarski L.Abendstein K,Polanschutz W.Electromagnetic Fig.6 Effect of electromagnetic stirring frequency at secondary strand stirring of CC billets.Steel Times,1985,213(11):504 [2]陈训浩。中心偏析原因、危害、评定及预防（上）·冶金标准化 cooling area on the centerline segregation and equiaxed crystal ratio 与质量，1998(4)：12 Kar Heinz.教授闺研究认为，铸机导辊的质量 [3]渡部忠男，山下干夫，芳山纯一朗，等.久连续铸铸造又ラ了 和铸机工作状况对板坯中心偏析的影响要大于电磁 (仁分石凝固末期溶钢流动上中心偏析.住友金属，1993,6 (45):26 搅拌对中心偏析的影响，当铸机设备状态欠佳时，无 [4]Gerdom K H.Kaiser HP,Weber L.et al.Elektromagnetisches 论有无电磁搅拌，偏析指数都有增加可.板坯的鼓 ruhren im sekundarkuhl-bereich von brammen stranggieBanlagen. 肚主要是由于铸机开口度精度不够以及铸坯厚度不 Stahl Eisen,1984,104(9):435 足引起的，电磁搅拌对中心偏析的影响主要是通过 [5]Irving W R.Perkins A,Brook M G.Effect of chemical.opera- 提高铸坯等轴晶比率来实现的，而铸坯的等轴晶比 tional,and engineering factors on segregation in continuously cast 率对改善铸坯的中心偏析起到促进作用[们]，Birat slabs.Ironmaking Steelmaking,1984,11(3):152 [6们]薛正良，李正邦，张家雯，高碳钢连铸方坯中心偏析，炼钢 等人[门认为，仅仅简单地扩大等轴区对改善铸坯中 2000,16(9):56 心偏析效果很有限.本实验结果显示，各种工况生 [7]Birat JP.对凝固区间大的钢的连铸及电磁搅拌∥陈增琪，译. 产的铸坯的等轴晶率范围在8.5%~13%，此范围 电磁搅拌译文集.北京：中国金属学会连续铸钢学会，1988： 的等轴晶率对铸坯中心宏观偏析几乎无影响. 149 [8]张宏丽，王恩刚，贾光霖，等.搅拌提高铸坯等轴晶比例的数 本次实验得到的另外结果是二冷段电磁搅拌频 值模拟.东北大学学报：自然科学版，2001,22(5)：535 率为5z时等轴晶比率要略优于2伍和8k的工 [9]Mulcahy J A.Beitelman L.Rotary electromagnetic stirring for 况，这是因为影响铸坯等轴晶率的因素主要是电磁 continuous casting of billets and blooms.Iron Steel Eng.1984. 搅拌的搅拌强度和搅拌的穿透深度，电磁搅拌器的 61(6):49 最大搅拌强度与电磁搅拌频率的平方根和搅拌电流 (下转第590页)频率与中心偏析级别和等轴晶率的影响关系如 图6所示．在二冷区电磁搅拌电流固定的情况下 无论拉速是1∙1m·min －1还是1∙2m·min －1电磁搅 拌频率对中心偏析几乎没有影响偏析程度基本保 持在 B0∙5级．电磁搅拌频率对板坯等轴晶比率有 一定影响在两种拉速的条件下电磁搅拌频率5Hz 时得到了相对最大的等轴晶率12∙9％和11∙8％ 2Hz的搅拌频率下铸坯等轴晶率尽管比5Hz 的时候 要小但比8Hz 搅拌频率得到的比率大．实验结果 表明无论采用何种二冷段电磁搅拌频率参数中心 偏析级别基本保持不变而等轴晶比率随着电磁搅 拌频率的改变有5％左右的变化．减轻连铸板坯中 心偏析的有效措施是减小由钢水静压力引起的板坯 鼓肚和增加等轴晶组织［3］． 图6 二冷段电磁搅拌频率对板坯中心偏析和等轴晶率的影响 Fig．6 Effect of electromagnetic stirring frequency at secondary cooling area on the centerline segregation and equiaxed crystal ratio Kar－Heinz 教授［4］ 研究认为铸机导辊的质量 和铸机工作状况对板坯中心偏析的影响要大于电磁 搅拌对中心偏析的影响当铸机设备状态欠佳时无 论有无电磁搅拌偏析指数都有增加［5］．板坯的鼓 肚主要是由于铸机开口度精度不够以及铸坯厚度不 足引起的电磁搅拌对中心偏析的影响主要是通过 提高铸坯等轴晶比率来实现的而铸坯的等轴晶比 率对改善铸坯的中心偏析起到促进作用［6］．Birat 等人［7］认为仅仅简单地扩大等轴区对改善铸坯中 心偏析效果很有限．本实验结果显示各种工况生 产的铸坯的等轴晶率范围在8∙5％～13％此范围 的等轴晶率对铸坯中心宏观偏析几乎无影响． 本次实验得到的另外结果是二冷段电磁搅拌频 率为5Hz 时等轴晶比率要略优于2Hz 和8Hz 的工 况．这是因为影响铸坯等轴晶率的因素主要是电磁 搅拌的搅拌强度和搅拌的穿透深度电磁搅拌器的 最大搅拌强度与电磁搅拌频率的平方根和搅拌电流 成正比关系［8］此时实验的电磁搅拌电流是不变 的也就是说电磁搅拌频率为8Hz 时搅拌强度要大 于5Hz 和2Hz 的搅拌强度．电磁搅拌力的穿透深 度与频率的平方根成反比关系［9］2Hz 的搅拌频率 相比5Hz 和8Hz 而言具有更深的穿透深度．电磁 搅拌强度和穿透深度耦合在一起共同影响着铸坯等 轴晶率的大小作用机理和形式是相当复杂的．比 较本次实验的三种电磁搅拌频率参数5Hz 的搅拌 频率得到最大的等轴晶率也许是因为平衡并综合 了搅拌强度和穿透深度共同作用的结果． 3 结论 （1） 单独使用二冷区电磁搅拌工艺对改善连铸 板坯的中心偏析是有效的对比不采用此工艺的连 铸板坯C、P 和 Mn 元素的中心偏析系数有较大程 度的降低． （2） 二冷区电磁搅拌频率2Hz、5Hz 和8Hz 对 板坯中心宏观偏析的程度无明显影响基本都保持 在偏析 B0∙5级；对板坯厚度宽面的等轴晶率有影 响其中5Hz 时等轴晶率最大． 参 考 文 献 ［1］ Pochmarski LAbendstein KPolanschutz W．Electromagnetic strand stirring of CC billets．Steel Times1985213（11）：504 ［2］ 陈训浩．中心偏析原因、危害、评定及预防（上）．冶金标准化 与质量1998（4）：12 ［3］ 渡部忠男山下干夫芳山纯一朗等．久连续铸铸造スラブ における凝固末期溶钢流动と中心偏析．住友金属19936 （45）：26 ［4］ Gerdom K HKaiser H PWeber Let al．Elektromagnetisches rühren im sekundärküh-l bereich von brammen strаnggieваnlagen． Stahl Eisen1984104（9）：435 ［5］ Irving W RPerkins ABrook M G．Effect of chemicaloperationaland engineering factors on segregation in continuously cast slabs．Ironmaking Steelmaking198411（3）：152 ［6］ 薛正良李正邦张家雯．高碳钢连铸方坯中心偏析．炼钢 200016（9）：56 ［7］ Birat J P．对凝固区间大的钢的连铸及电磁搅拌∥陈增琪译． 电磁搅拌译文集．北京：中国金属学会连续铸钢学会1988： 149 ［8］ 张宏丽王恩刚贾光霖等．搅拌提高铸坯等轴晶比例的数 值模拟．东北大学学报：自然科学版200122（5）：535 ［9］ Mulcahy J ABeitelman L．Rotary electromagnetic stirring for continuous casting of billets and blooms．Iron Steel Eng1984 61（6）：49 （下转第590页） 第6期 刘 洋等： 二冷区电磁搅拌对连铸板坯中心偏析的影响 ·585·