電磁連鑄冶金技術及應用現狀

陳 浩，劉 彬，沈仙雨

（貴州省六盤水師范學院化學與化學工程系，貴州六盤水 553004）

電磁連鑄冶金技術及應用現狀

陳 浩，劉 彬，沈仙雨

（貴州省六盤水師范學院化學與化學工程系，貴州六盤水 553004）

對現有電磁技術在冶金行業中的作用進行論述，闡述電磁連鑄冶金技術的應用方法，著重分析電磁連鑄技術在冶金行業的發展。

電磁連鑄；冶金技術；應用現狀；探討

1 電磁攪拌技術

1.1 電磁攪拌技術原理

電磁攪拌技術應用于連鑄技術是目前冶金技術最重要的發展途徑，而電磁攪拌技術的發展中只有通過提高技術才能完成鑄坯質量的改善，磁場的不同形式會對電磁的力度產生不同的變換，而在液態金屬變化時，連鑄坯自身會通過交變電磁場的不斷轉變，才能產生電流，繼而能最大程度的產生電磁感應。電磁力只有通過不斷的控制鋼水的流動，才能在冶金連鑄過程中完成最終傳熱與凝固的過程，只有上述步驟才能順利完成清潔度的提高。通過鑄坯的擴大來完成等軸晶區，從而不斷的降低偏析中的成分，最大程度減輕中心疏松，對中心縮孔的距離可以最大程度的疏松甚至放緩。電磁攪拌不僅可以最大程度的對鑄坯的軸晶體進行區域擴張，更可以使晶粒細化，最大程度減少攪拌中發生的偏析與裂紋，最終實現鋼材料在生產過程中的超純凈度與超細化以及超均質化的高質量要求，可以說在鋼鐵工業不斷發展的今天，電磁攪拌技術為技能的發展增添了更多的活力。而就目前現狀而言，電磁攪拌技術已經快速的得到發展，而在技術不斷進行變革的今天，電磁攪拌器所發生的作用也可以從安裝位置的不同進行進一步的研究。

1.2 電磁攪拌的研究和應用現狀

在電磁技術不斷發展的今天，電磁攪拌機理已經由原有的理論研究而發展為實際應用，通過不斷的發展與研究進一步實現磁力線完成對鑄坯凝固殼的穿透就目前的發展而言，世界各國都對二冷區的電磁攪拌技術產生了更多的興趣，并在此程度上加緊研發。在世界科學實驗室研究的過程中，通過對攪拌方向進行水平與豎直向上向下的改變，來對非金屬夾雜進行鑄坯內的測量。在三維數值的模擬限元方法攪拌下，對流場進行分析。發現豎直向上的攪拌方式可以減少從水口流出的鋼液的穿透深度。彎月面下的流體在不斷降低的同時也會最大程度的降低的流速，而流蘇降低也會增加對鋼液的保護。而日本鋼鐵公司在研究的過程中，將注流在結晶器之間進行電磁攪拌。通過不斷的實驗也解決了現有冶金時出現長水口堵塞的問題。而在實驗的過程中更發現，即使在連鑄中也可以進行低熱度的澆注[3]。

2 軟接觸電磁連鑄技術

軟接觸電磁連接技術是通過結晶器不斷進行電磁變化來完成鋼坯連鑄技術的創新，基本原理在于結晶器由于其自身的特殊結構而形成感應線圈，通過感應線圈產生交變電流，而交變電流又由于自身磁場發生交變反應促使熔池外側產生電流。因此，當電磁通過側壓力的作用可以最大程度地減小鋼液的靜壓力。而靠近結晶器的鋼液會隨著內壁的作用而不斷的向結晶器推進，在形成彎月面形狀之后，鋼坯會進一步實現同軟接觸電磁之間的連鑄。在最初電磁力作用的保護下，彎月面會隨著壓力的變化而發生變形。在形變的過程中，由于保護渣的渣道變寬，振動周期會因為受到保護渣通道壓力的影響而相對變緩，最終使得渣液無法流暢的運動。對于冶金表面振痕而言，會產生相應的裂紋缺陷。而在當前發現的各種問題中，冶金界自身對現有的技術的研究在不斷突破的同時，市場價值也在不斷遞增。

3 軟接觸電磁連鑄技術的理論和應用研究

20世紀60年代，前蘇聯便提出無模電磁連鑄技術在此之后又通過進一步的研究來不斷反映出冷坩堝與電磁懸浮熔煉最終促使結晶器產生交變電磁場的反應。在原有的實驗中，是通過鋁合金來進行連鑄反應，進而不斷使液體金屬進行多程度的接觸與改變，在結晶器呈現出軟接觸狀態之后，最大地改善了冶金過程中鑄坯的質量。由于實驗的成功與進步，該技術在后期被應用到冶金工作中，最終研發出兩段式軟接觸電磁連鑄技術。但是由于現有技術不精湛，工藝不完善，產品性能會直接影響價格的變動，因此行業在定價中無明顯優勢，而價格限制也嚴重制約了現有軟接觸電磁連鑄技術的發展，而在工業生產中的應用也隨之變得緩慢。我國各大學研究院也同各大鋼廠不斷的進行技術研討，在研發的過程中對軟接觸電磁連鑄方面的實驗表明，連鑄工藝自身也可以通過技術的更迭而改變鋼鐵的表面質量。而各單位通過不斷的研究也發現，金屬在凝固結晶的過程中也會由于電磁場的作用而提高內部組織，進而提高鋼鐵質量[4]。

4 結束語

在世界鋼鐵不斷發展的時期，只有通過快速的提高生產效率，減少現有流程才是企業發展的方向。因此技術在后期的發展過程中，新裝備的研發，新工藝的競爭將是鋼鐵材料行業的競爭熱點，而如何生產出高純凈的質量產品將成為各大冶金行業競爭的重點。而在現實應用當中，鞍鋼鋼鐵分公司中的薄板坯則是通過結晶器進行電磁制動并與二冷區電磁攪拌技術不斷配合和產生的設備，正通過不斷的發展而側重對電磁冶金技術的研究與開發。

[1] 蒲海清.依靠科技進步調整結構迎接中國鋼鐵工業新世紀挑戰[J].鋼鐵，1999，34（S1）：1-5.

[2] 韓至成編譯.電磁流體力學在冶金工業中的應用[J].國外鋼鐵，1987，（06）：24-39.

[3] 殷瑞鈺.中國鋼鐵業發展與評估[J].金屬學報，2002，38（6）：561-567.

[4] 赫冀成.電磁場對改善鋼材質量的作用[J].鋼鐵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電磁連鑄冶金技術是現代電磁流體力學不斷演變發展來的，在電磁冶金理論中強調電磁流體力學應該通過不斷的發展而在冶金技術中進行不斷地演變。其主要的技能在于對金屬自身是可溶的良導體。在電流的作用下，磁場會在金屬熔體內產生一定的電磁力。而該電磁力通過相互作用會產生非接觸性的攪拌與傳輸，而在這個過程中金屬熔體自身的形狀也變得可控。電磁冶金技術在其發展的過程中的特性便是高密度性與清潔性，而這二者的集合會使得冶金技術在使用的過程中更具有可控性，因此在進行機械化進程中也會增強其自動化。

TE777

：A

1003–6490（2016）10–0019–02

2016–10–11

陳浩（1992—），男，貴州盤縣人，主要研究方向為冶金工程。