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新日鐵開發板坯電磁連鑄EMC技術

時間:2015-4-20 15:21:14

    使用電磁連鑄技術對連鑄過程中的初期凝固部,即對結晶器鋼液麵正下方施加電磁場,可以控製鋼的初期凝固現象,提高鑄坯的表麵質量。

  在連鑄過程中,為減小使用保護渣的結晶器內壁與鑄坯的摩擦,必須對結晶器進行振動。采用普通連鑄法時,結晶器保護渣的壓力會周期性變化,在鑄坯表麵沿澆注方向會形成被稱作“振痕”的周期性印痕。尤其是,在磷鐵球澆注低碳鋼時,在振痕的底部有時能看到被稱作“鉤狀物(爪狀組織)”的凝固尖端,非金屬夾雜物和氣泡被夾在鉤狀物裏麵,這有可能成為導致鑄坯和產品發生缺陷的原因。
  采用電磁連鑄技術時,在鋼液麵的正下方附近安裝了圓筒形線圈,並在圓筒形線圈中接通交流電,使鋼水和凝固坯產生感應磁場和感應電流,利用兩者的相互作用,通常可以使電磁場從結晶器向鋼水產生作用。這樣,可以使作用於初期凝固部中的鋼水和凝固殼的鋼水靜壓得以緩和,使鋼水和結晶器之間的保護渣層的厚度擴大,形成鋼水與結晶器之間的“軟接觸狀態”。
  在“軟接觸狀態 ”下,可以抑製保護渣壓力的周期性變化,使初期凝固部形成緩冷卻狀態,振痕和鉤形物會消失,或振痕深度會明顯減小,並可以抑製缺陷的產生,從而顯著提高鑄坯質量。
  新日鐵公司在室蘭製鐵所采用實際小方坯連鑄機進行了脈衝電磁連鑄試驗。首先,對與圓筒形線圈、鋼水、結晶器和相關構件有關的電磁場進行了解析,其次對與熔融保護渣和自由麵有關的結晶器的鋼水流動及鋼液麵進行了數值模擬,接著對澆注過程中結晶器的結構進行了解析。在此基礎上開發了能確保結晶器剛性的脈衝電磁連鑄用的電源、圓筒形線圈和結晶器。試驗結果表明能提高鑄坯表麵質量,由此確立了與脈衝電磁連鑄有關的基礎技術。
  在此基礎上,開發了采用脈衝電磁連鑄技術澆注大斷麵板坯所需的電源、圓筒形線圈和結晶器,並進行了實機連鑄試驗。試驗結果表明,在操作性能方麵沒有任何問題,可以明顯改善大斷麵板坯的表麵質量。