方坯連鑄二冷區(qū)用行波磁場電磁攪拌實驗室模擬研究.pdf

1、電磁攪拌是改善鑄坯凝固組織、擴大等軸晶區(qū)降低宏觀偏析減輕中心疏松和縮孔、減少裂紋等凝固缺陷的一項很有效的凝固控制技術(shù)。因此，通過在連鑄過程中對未凝固的鋼液施加電磁攪拌，并研究攪拌參數(shù)對改善鑄坯凝固組織的作用規(guī)律，以得到組織細化、成分均勻化、缺陷減輕甚至消除的鑄坯，對提高新一代鋼鐵材料的力學(xué)性能和使用性能都有著積極的作用。 本文采用理論分析與實驗研究相結(jié)合的方法，在實驗室條件下，采用本系最新自行研制的行波磁場攪拌器對在行波磁場電磁

2、攪拌作用下鋼液內(nèi)的電磁力特性、各種不同澆鑄工藝參數(shù)以及攪拌參數(shù)對鑄坯凝固組織的作用規(guī)律，進行了深入的研究。以檢驗新型攪拌器的攪拌效果。 基于電磁場的基本理論，本研究對電磁力特性進行了分析。在電磁攪拌作用下，電磁力的大小隨鋼液液池寬度的增加呈指數(shù)衰減趨勢，其衰減速率與電流頻率和攪拌器極距有關(guān)。在行波磁場電磁攪拌器結(jié)構(gòu)尺寸一定且采用工頻電流的情況下，鋼液內(nèi)的最大電磁力近似與攪拌器繞組的電流強度平方的大小成正比。 本研究采用2

3、臺相同規(guī)格的行波磁場攪拌器，研究過程中測定了不同電流強度下：(1)2臺攪拌器采用不同磁場方向時；(2)2臺攪拌器采用不同組合方式時，攪拌區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度；用Origin7.0軟件對所測數(shù)據(jù)進行了曲線擬合及回歸分析，并得到回歸方程。 本研究還采用自行設(shè)計的不銹鋼水冷錠模，對60Si2Mn和準硅鋼進行了有無電磁攪拌作用下的鑄坯熱態(tài)澆鑄實驗(模型：實際連鑄坯=1∶1，模擬150mm×150mm小方坯)，在電磁攪拌作用下不同工藝參數(shù)和

4、攪拌參數(shù)對鑄坯凝固組織、碳偏析和夾雜物的作用效果進行了系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)果為： (1)鑄坯等軸晶率從未攪拌的平均85％左右提高到電磁攪拌后的平均93％左右。攪拌后晶粒明顯細化。 (2)經(jīng)電磁攪拌試樣較未經(jīng)電磁攪拌試樣內(nèi)部縮孔直徑大為減小，且呈現(xiàn)分散狀態(tài)。 (3)實驗鋼的中心碳偏析指數(shù)分別從未攪拌的1.109和1.154降到攪拌后的1.030和1.032，使碳含量分布更加均勻。 (4)未經(jīng)攪拌的試樣中粒