行波磁場鑄流攪拌提升不銹鋼板坯等軸晶率

肖 紅，王 璞，蘭 芳，李偉紅，唐海燕，李愛武，張家泉?

1) 北京科技大學冶金與生態工程學院，北京 100083 2) 湖南中科電氣股份有限公司磁電研究院，岳陽 414000

鐵素體不銹鋼是一類節鎳經濟型鉻系不銹鋼，具有很好的耐均勻腐蝕、耐點蝕和應力腐蝕性能，應用廣泛. 由于其導熱性好、凝固溫區窄且多沒有固態相變，凝固過程極易產生粗大的柱狀晶組織[1]. 現有研究表明，各向異性柱狀晶鑄態組織對其后續板材加工性能具有不良影響，是導致鐵素體不銹鋼冷軋或深沖加工過程常見皺折或瓦楞狀缺陷（Wrinkling /ridging defect）的重要原因[2].Hamada等[3-5]研究指出，柱狀晶熱軋后形成的帶狀織構可能是這類產品發生皺折缺陷的誘因，提高鑄坯等軸晶組織比例則可以改善產品的表面質量. 實踐表明，板坯等軸晶率（Equiaxed crystal ratio,ECR）若能提高到45%以上則可基本消除其冷軋材成形加工的皺折缺陷.

然而，常規連鑄生產工藝中，通過諸如降低澆鑄過熱度、弱化冷卻，乃至常規的結晶器電磁攪拌等均很難有效提高鐵素體不銹鋼板坯等軸晶率[6].近年來，在結晶器下部的連鑄二冷輥列區使用鑄流電磁攪拌，尤其是使用能產生橫向電磁推力的行波磁場攪拌來抑制板坯連鑄柱狀晶生長已成為國內外關注的重點，并已在不銹鋼、硅鋼等凝固柱狀晶傾向較大鋼種連鑄生產中得到不同程度的應用[7]. 深入研究各種行波磁場電磁攪拌機理、冶金效果，以實現鑄坯等軸晶率的穩定提高已成為行業十分關注的問題.

Burden等[8]早期研究指出，凝固過程中一定的流體流動可耗散鋼液過熱度、熔斷枝晶，促進等軸晶形核. Itoh等[9]發現在430鐵素體不銹鋼連鑄坯生產過程中施加機械振動，可以促進枝晶游離、提高鑄坯等軸晶率；……