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D0I:10.13374/1.issnl00103.2007.06.030 第29卷第6期 北京科技大学学报 Vol.29 No.6 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2007 二冷区电磁搅拌对连铸板坯中心偏析的影响 刘洋王新华 北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要通过对板坯逐层刨钢屑，采用化学分析和低倍组织检验的方法，研究了板坯连铸机二冷区电磁搅拌频率参数对 1450mm×230mm板坯中心偏析和等轴晶率的影响.结果表明：单独采用二冷区电磁搅拌相比不采用电磁搅拌工艺的板坯 中心偏析程度明显减轻，C,P、M的中心正偏析系数低于无电磁搅拌工艺的板坯：电磁搅拌频率为2,5h和8伍时板坯中 心偏析都为B0.5级：电磁搅拌频率对中心等轴晶率略有影响，搅拌频率5z的情况下等轴晶率最大· 关键词连铸板坯；电磁搅拌：中心偏析；等轴晶率 分类号TF777.1 电磁搅拌技术(EMS)对提高连铸坯的等轴晶 却不多，国际上相关文献报道很少，研究结果也不够 率、细化凝固组织、降低铸坯中心偏析和中心疏松、 系统和详实，相关研究也因实验和生产条件的不同 改善夹杂物分布并促进成分均匀化具有重要作用， 存在较大差异，本文主要针对单独使用的二冷段电 自从20世纪70年代初，该技术就引起人们普遍重 磁搅拌(SEMS)对连铸板坯中心偏析的影响展开研 视，并在工业上得到广泛应用，电磁搅拌根据搅拌 究，实验是在国内某钢厂的板坯连铸机上进行的， 位置不同，发挥的作用也不同，目前电磁搅拌的位 对生产中不同宽度、不同拉速、不同电磁搅拌参数的 置可以分为结晶器电磁搅拌(MEMS)、二冷区电磁 连铸板坯进行中心偏析的检验，并且通过沿板坯厚 搅拌(SEMS)和凝固末端电磁搅拌(FEMS)·结晶 度方向刨削取样的方法分析获得板坯定量的中心偏 器电磁搅拌通常采用旋转搅拌，当钢水旋转速度达 析程度，并且通过铸坯的低倍组织，计算得到等轴 到某一数值后产生足够的离心力，迫使夹杂物和气 晶与柱状晶比例.通过板坯中心偏析程度和等轴晶 泡向中心聚集上浮并被熔融的保护渣吸收，使铸坯 比例来评估对板坯生产合适的二冷区电磁搅拌参 表面和皮下的夹杂物及气泡减少，而且能够有效清 数，为连铸生产提供指导. 洗凝固面前沿，使坯壳生长均匀，减少漏钢事故，二 1 冷段电磁搅拌恰好在柱状晶强劲生长的区域，通过 研究方法 搅拌钢水使先期生长的柱状晶破碎，与钢液混合在 1.1实验铸机的主要参数和二冷区电磁搅拌的位 一起，随后将成为后期凝固的等轴晶的核心，同时搅 置及参数 拌将促进未凝固钢液流动，加强对流作用，提高固液 铸机机型为弧形一机二流连铸机，共13个冷却 相间的热传导，有利于消除残余过热度，减轻凝固前 段，铸机矫直方式是五点连续矫直，矫直段是9和 沿的温度梯度，抑止晶体的定向增长，从而有利于等 10段，铸机生产最大宽面为1550mm·电磁搅拌是 轴晶的增长，SEMS可以改善凝固组织，扩大铸坯 二相线性搅拌，搅拌位置是在二冷区的6、7和8段， 中心等轴晶区域，减轻中心偏析和中心疏松，凝固 正常生产的电磁搅拌线电流600A基本不变，搅拌 末端电磁搅拌发生在凝固末端的糊状区，具体位置 频率可调，通常为2、5和8h·本研究共进行16罐 的选择十分关键，通过搅拌促进高浓度钢液对流，消 640t钢水的浇注实验， 除晶间的搭桥，从而减轻铸坯中心偏析和中心疏松， 1.2铸坯中心偏析的定性检验方法 目前国内很多钢厂生产连铸板坯都配有电磁搅 连铸坯的中心偏析还缺乏一个系统的评定方 拌，其中以单一二冷区电磁搅拌居多，但国内关于单 法，现暂采用治金行业比较通用的标准来对其评定 独的二冷段电磁搅拌对连铸板坯的内部质量的研究 用低倍侵蚀剂在70~80℃煮经磨光的铸坯表面，对 照YB400291连铸坯低倍组织缺陷评级图， 收稿日期：2006-02-16修回日期：2006-06-04 作者简介：刘洋(1978一)，男，博士研究生王新华(1951一)男， 1.3铸坯中心偏析的定量检验方法 教授，博士生导师 铸坯的厚度均为230mm,刨取铸坯的钢屑样二冷区电磁搅拌对连铸板坯中心偏析的影响 刘 洋 王新华 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 摘 要 通过对板坯逐层刨钢屑采用化学分析和低倍组织检验的方法研究了板坯连铸机二冷区电磁搅拌频率参数对 1450mm×230mm 板坯中心偏析和等轴晶率的影响．结果表明：单独采用二冷区电磁搅拌相比不采用电磁搅拌工艺的板坯 中心偏析程度明显减轻C、P、Mn 的中心正偏析系数低于无电磁搅拌工艺的板坯；电磁搅拌频率为2Hz5Hz 和8Hz 时板坯中 心偏析都为 B0∙5级；电磁搅拌频率对中心等轴晶率略有影响搅拌频率5Hz 的情况下等轴晶率最大． 关键词 连铸板坯；电磁搅拌；中心偏析；等轴晶率 分类号 TF777∙1 收稿日期：2006－02－16 修回日期：2006－06－04 作者简介：刘 洋（1978－）男博士研究生；王新华（1951－）男 教授博士生导师 电磁搅拌技术（EMS）对提高连铸坯的等轴晶 率、细化凝固组织、降低铸坯中心偏析和中心疏松、 改善夹杂物分布并促进成分均匀化具有重要作用． 自从20世纪70年代初该技术就引起人们普遍重 视并在工业上得到广泛应用．电磁搅拌根据搅拌 位置不同发挥的作用也不同．目前电磁搅拌的位 置可以分为结晶器电磁搅拌（MEMS）、二冷区电磁 搅拌（SEMS）和凝固末端电磁搅拌（FEMS）．结晶 器电磁搅拌通常采用旋转搅拌当钢水旋转速度达 到某一数值后产生足够的离心力迫使夹杂物和气 泡向中心聚集上浮并被熔融的保护渣吸收使铸坯 表面和皮下的夹杂物及气泡减少而且能够有效清 洗凝固面前沿使坯壳生长均匀减少漏钢事故．二 冷段电磁搅拌恰好在柱状晶强劲生长的区域通过 搅拌钢水使先期生长的柱状晶破碎与钢液混合在 一起随后将成为后期凝固的等轴晶的核心同时搅 拌将促进未凝固钢液流动加强对流作用提高固液 相间的热传导有利于消除残余过热度减轻凝固前 沿的温度梯度抑止晶体的定向增长从而有利于等 轴晶的增长．SEMS 可以改善凝固组织扩大铸坯 中心等轴晶区域减轻中心偏析和中心疏松．凝固 末端电磁搅拌发生在凝固末端的糊状区具体位置 的选择十分关键通过搅拌促进高浓度钢液对流消 除晶间的搭桥从而减轻铸坯中心偏析和中心疏松． 目前国内很多钢厂生产连铸板坯都配有电磁搅 拌其中以单一二冷区电磁搅拌居多但国内关于单 独的二冷段电磁搅拌对连铸板坯的内部质量的研究 却不多国际上相关文献报道很少研究结果也不够 系统和详实相关研究也因实验和生产条件的不同 存在较大差异．本文主要针对单独使用的二冷段电 磁搅拌（SEMS）对连铸板坯中心偏析的影响展开研 究．实验是在国内某钢厂的板坯连铸机上进行的 对生产中不同宽度、不同拉速、不同电磁搅拌参数的 连铸板坯进行中心偏析的检验并且通过沿板坯厚 度方向刨削取样的方法分析获得板坯定量的中心偏 析程度．并且通过铸坯的低倍组织计算得到等轴 晶与柱状晶比例．通过板坯中心偏析程度和等轴晶 比例来评估对板坯生产合适的二冷区电磁搅拌参 数为连铸生产提供指导． 1 研究方法 1∙1 实验铸机的主要参数和二冷区电磁搅拌的位 置及参数 铸机机型为弧形一机二流连铸机共13个冷却 段铸机矫直方式是五点连续矫直矫直段是9和 10段铸机生产最大宽面为1550mm．电磁搅拌是 二相线性搅拌搅拌位置是在二冷区的6、7和8段 正常生产的电磁搅拌线电流600A 基本不变搅拌 频率可调通常为2、5和8Hz．本研究共进行16罐 640t 钢水的浇注实验． 1∙2 铸坯中心偏析的定性检验方法 连铸坯的中心偏析还缺乏一个系统的评定方 法现暂采用冶金行业比较通用的标准来对其评定． 用低倍侵蚀剂在70～80℃煮经磨光的铸坯表面对 照 YB4002－91连铸坯低倍组织缺陷评级图． 1∙3 铸坯中心偏析的定量检验方法 铸坯的厚度均为230mm刨取铸坯的钢屑样 第29卷 第6期 2007年 6月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．6 Jun．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．06．030