電磁攪拌技術實際應用與優化

白杰

摘要：電磁攪拌技術己在鋼鐵冶金行業應用中被普及。文中主要闡述了電磁攪拌技術以及該項技術在宣鋼生產中的優化改造。

關鍵詞：技術；原理應用；優越性；優化改造

中圖分類號：TF777.1

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487 （2018） 01-0123-02

1 概述

國家的發展離不開工業經濟，在當前國內的大環境下，粗鋼的產能過剩，但精品鋼卻缺口很大。我們相信隨著科學技術的進步，電磁攪拌這項作為提高鑄坯質量的關鍵技術一定會在此機遇中得到前所未有的創新發展。

2 電磁攪拌技術實現原理

其主要原理是：當鋼液流經攪拌器，受到電和磁場的作用后會在其內部產生電磁力，對鋼液進行攪拌。在這種電磁力作用下，其可以割斷鑄坯內部柱狀晶前梢，增加等柱晶體核，可以加快傳熱，強化傳質，使邊界層變薄，濃度逐級增加。

3 技術類型及實際鋼廠生產中存在的問題

按實用方式，電磁攪拌可分為3類型：直線型、旋轉型和螺旋型。按照具體安裝位置劃分可分為4種類型：中包攪拌、結晶器攪拌、冷卻攪拌和凝固末端攪拌。我國各大鋼廠現在使用的電磁攪拌技術還不夠完善，主要存在以下幾個問題。一是不具備工藝試驗臺，不能對參數進行優化。二是功率不足，因國內電磁攪拌技術引進較早，更新換代不及時，功率不能夠滿足現實生產實際情況，無法發揮其應有的作用。三是連鑄中電磁線圈多是采用水冷辦法進行降溫，那么水的質量就直接影響線圈的使用壽命，水質量一旦不過關極易造成接線處的絕緣被破壞。四是電磁攪拌技術對品種鋼作用較為明顯，而對普鋼作用有限，使用后反而會使一些低合金鋼出現白亮帶和負偏析現象[1]。

4 實際生產驗證電磁攪拌優越性

下面就以品種高碳鋼作為攪拌實驗對象，具體以GCr15生產作為檢驗電磁攪拌技術優越性的實例。

4.1 對中心偏析、疏松及縮孔的影響

相關實驗表明，沒有使用電攪的產品，中心偏析、疏松數值較高，會在其中產生縮孔現象，組織中黑點明顯且產生了中心碳偏析。在凝固的末期，柱狀晶會向中心生長，一旦形成穩定“橋”就會阻止鋼液向下收縮凝固，并會產生管狀縮孔。使用了組合式電攪后，鑄坯中心偏析指數明顯下降，成分變得更加均勻，用硫印相紙觀察鑄坯截面會發現硫化物、中心縮孔現象明顯減少。經過對河鋼宣鋼現今使用的鐳目液面自動控制儀器進行參數調整后鑄坯中心的偏析、疏松及縮孔現象明顯得到改善，獲得了符合要求的生產產品，參數設置也符合2號連鑄機的生產要求。

4.2對凝固組織的影響

沒有使用電磁攪拌生產出來的GCr15內部晶體粒子粗大，等軸率只有20%左右。使用了電磁攪拌后，產品等軸率達到了60%左右，明顯得到提高，晶體粒子也明顯減小。分析可知，生產過程中由于固液相區范圍大，凝固后中心出現結晶，使得產生的等軸晶體不足。在使用了電磁攪拌后，鋼液會沖斷柱狀晶體，使其變為等軸晶體核并且會不斷加寬，產品變得更為密致且均勻[2]。

5 電磁攪拌技術應用及優化改造

電磁攪拌可單獨也可聯合進行使用，只用結晶器攪拌可以有效防止“白亮帶”的出現，但對設備本身要求較高。因此，采用組合式技術最為合適，根據河鋼宣鋼2#連鑄機生產現狀和對產品質量生產要求，采用（M+F-EMS）模式效果最佳，設置好交替運行，就可達到預期效果。但因宣鋼使用的是較為早期的連鑄機，在設計初期，電磁攪拌系統的設計存在許多漏洞，系統在運行中曾出現過因無法調節電流強度被迫停止運行，這就不利于崗位人員及時發現問題并采取相應措施。為了提高產品質量，我們自主設計并建立了河鋼宣鋼第一座電磁攪拌試驗臺，目的就是用于對未上線及已經下線的電磁攪拌系統線圈進行檢測，確保其完好率達到標準要求[3]。

由于電攪線圈之間阻值只有約0.17Q.現有的常用測試儀器如萬用表無法準確檢測出其具體阻值，這就會導致線下結晶器經人工檢查后上線卻出現問題致使線圈打火，嚴重時會被燒損。建立了電磁攪拌試驗臺后，可模擬現場生產環境，同時增加了對部分參數的實時檢測，如冷卻水水壓和磁通量。這樣不但可以觀察線圈實際生產時的工作狀態，還可以通過各種參數觀察該線圈在不同工作條件下的生產情況。我們還根據試驗臺的實際情況編制了相應操作規程和設備檔案，以備操作和維修人員參考使用。

電磁攪拌系統改造后，冶煉不同的鋼種時可以有針對性的選擇不同的磁通強度，品種鋼的質量得到了進一步的提升。電磁攪拌線圈經過線下試驗后上線運行，至今未出現由于線圈故障導致的斷流、停機現象，保證了生產的節奏和產量。

6 結束語

電磁攪拌技術對鑄坯質量的提高起著關鍵的作用，是過程控制的重要手段，其顯著的特點是設備簡單，成本低，生產產品質量有保證，操作相對簡單，是現代連鑄機生產的必要設備。隨著技術的不斷完善，它終將會把鋼鐵冶金提升到新的地位。

參考文獻

[1] 張學冬，賈文蘇.電磁攪拌技術改變鑄坯內部結構提升產品質量[J].山東工業科技，2012 （4）：24-26.

[2] 李覺東，張偉.電磁攪拌技術在國內發展現狀[J].工程技術學報，2013，12 （2）：27-30.

[3] 趙少飛，楊海西，電磁攪拌技術在板坯連鑄中的應用[J].河北冶金，2012 （5）：37-38+14.