冶金行业板坯连铸结晶器电磁控流技术

板坯连铸结晶器电磁控流技术随着连铸技术的发展和连铸比的提高，高质量铸坯和高生产率已成为当今板坯连铸技术追求的目标。尤其是汽车、家用电器、造船、管线、建筑等用钢量较大的用户，都要求加工性能好的高质量板材的稳定供应。为满足这一要求，近年来连铸技术的发展要求获得各种稳定浇注生产率的高质量板坯的技术，特别致力于减少表面和内部缺陷来生产高质量的最终产品。从1980年代起，以实现高生产率的技术为背景，已意识到结晶器内钢水流动控制技术，对实现连铸机的高质量板坯和高生产率具有重大影响。为此从1980年开始，各国都强化努力发展各种板坯连铸结晶器电磁控流技术。目前处于实用的结晶器电磁控流技术大致可以分成两类：一类是利用行波磁场（AC型）强化钢水流动的“搅拌效应”如MEMS和EMLA/EMLS；另一类是利用恒定磁场（DC型）制动流股使其减速的“制动效应”如EMBr、LMF、FCMold。前者着眼于控制板坯的表面和皮下质量。后者着眼控制板坯内部质量。2023/5/121、前言用心铸造世界22023/5/13用心铸造世界2023/5/132、板坯连铸结晶器钢水流动控制的重要性用心铸造世界图1板坯结晶器内钢水流动现象2.1当今板坯连铸结晶器内钢水流动的主要问题：图1表示板坯结晶器内钢水流动现象。由图可见①从SEN侧孔吐出的流股带着气泡和夹杂物高速冲击窄面，使坯壳重熔，甚至造成漏钢、表面和皮下裂纹。②沿窄面的凝固面前沿向上反转流股使窄面附近的弯月面拱起，引起弯月面波动加剧，导致保护渣卷吸而被初生坯壳的凝固钩捕获，形成表面和皮下夹杂；波动的传播导致保护渣铺展不匀，易产生，表面和皮下裂纹。③向下流股侵入液相穴深处，由于注速高，流股速度超过流股下方液相穴中气泡和夹杂物的上浮速度，这些夹杂物和气泡的上浮被高速流股所阻断，使气泡和夹杂物不能上浮，而在板坯内弧的1/4夹杂带偏聚。图2表示结晶器内流动控制的基本现象及其控制概念。2023/5/142、板坯连铸结晶器钢水流动控制的重要性用心铸造世界基本现象影响因素控制概念保护渣型夹杂物的产生弯月面下的流速和弯月面的稳定性等。限制流速的最大值夹杂物和Ar气泡的卷吸弯月面下的流速等行波磁场的水平电磁搅拌夹杂物和Ar气泡的侵入向下流速和偏流恒定磁场的电磁制动图2结晶器内流动控制的基本现象和控制概念板坯结晶器内钢水流动控制的主要目的是：①控制弯月面下的水平流速和增加凝固前沿的钢水流速，减少表面和皮下的夹杂物和气泡。最佳弯月面下的流速为，而最佳凝固前沿的流速为0.20～0.40m/s。②借助结晶器内的流动控制，提高弯月面附近的温度并使结晶器内温度分布均匀化，使初始凝固和弯月面处凝固起始点降低，缩短凝固钩长度，使坯壳生长均匀，减少表面裂纹和稳定操作。③结晶器内的流动控制，减轻了结晶器振动引起的初生坯壳端部附近流动的变化，这些流动的微小变化易使气泡和夹杂物被凝固钩捕获；④在结晶器SEN内，在浇铸过程的多数场合需要吹入Ar气，防止SEN被氧化铝阻塞，因而，夹杂物、卷入的熔融保护渣和Ar气泡受弯月面下流速和SEN吐出的流速所左右，成为种种内部和表面缺陷的重要原因；⑤由于结晶器宽度尺寸的变化而产生的流动的变动也是发生大的缺陷的主要原因。例如由于向SEN内吹Ar气，使SEN两侧的流速有大的振荡即偏流；由于SEN底部形状使从SEN中的吐出流在时间上也有大的振荡，因此不仅要求平均流速而且其随时间的变动都要适当。2023/5/152.2结晶器内钢水流动控制的目的用心铸造世界简单地说，从SEN吐出的流股以较高的速度冲向结晶器窄面，碰到窄面的坯壳后，产生向上反转流动和窄面附近弯月面的拱起，前者造成弯月面下钢水的较高流速，后者产生弯月面的驻波，从结晶器边缘向中心传播，这些都引起弯月面处的波动和液面位置的变化，当拉速增加时，弯月面处的流动加剧，弯月面波动也随之加大。借助水模试验和流动的动量平衡，导出SEN吐出的流股速度、弯月面下流速和弯月面波高与F值的关系，见图3。2023/5/162.3结晶器内弯月面波动控制的准数用心铸造世界图3板坯结晶器内钢水流动判据（F值）由图3可见，测定流般的冲击角度及其冲击深度，可以根据下式定义的弯月面波动指数

F=（1）由图4可见，当F值太大时，弯月面下流速和弯月面波动也大，容易发生卷渣，当F值太小时，悬浮在结晶器内钢水中的非金属夹杂物如保护渣和脱氧产物，很容易被凝固面前沿捕获，这就是F值位于优化区域外会增加铸坯的夹杂物缺陷的原因。2023/5/17用心铸造世界图4冷轧板卷表面缺陷频率和F值的关系3.1主要模式从1980年代初起，对利用电磁力的非接触控制技术进行了广泛深入的研究开发并实用化，其中有代表性的是：①1981年新日铁（NSC）的基于双边行波磁场的结晶器电磁搅拌技术，见图5。至1999年，新日铁几乎所有板坯连铸机配备了MEMS。我国宝钢、神户钢厂和台湾中钢公司等也都引进了新日铁的MEMS。2023/5/183、结晶器内钢水流动控制技术的主要模式用心铸造世界图5板坯结晶器电磁搅拌技术②1982年由川崎制钢（KSC）和ASEA（ABB）基于直流磁场的结晶器电磁制动技术。该技术先后开发了三种类型：局部区域磁场（EMBr）、全幅一段磁场（LMF）、全幅二段磁场（FCmold—Flowcontrolmold），见图6。2023/5/19用心铸造世界图6板坯结晶器电磁mjjhuuhjhjhj制动构形示意图③1991年由日本钢管（NKK）基于四个行波磁场的流动控制技术，即可以加速的电磁水平加速器（EMLA），或减速的电磁水平稳定器（EMLS）。21世纪初，由NKK和Rotelec在上述基础上开发的多模式电磁搅拌技术MM—EMS(MultModeEMS)即EMLS、EMLA和EMRS等，见图7。2023/5/110用心铸造世界图7板坯结晶器多模式电磁控流技术三种电磁流动控制技术的主要特点见表1。表1各种流动控制技术的重要特点第四级2023/5/1113.2三种电磁流动控制技术的主要特点用心铸造世界MEMSEMBrMM-EMS搅拌器配置方式沿板坯宽面配置两台搅拌器沿板坯宽面配置两台制动器沿板坯宽面配置四台搅拌器安装位置介于弯月面和水口侧孔之间水口侧孔吐出的流股主流处结晶器半高处磁场形态行波磁场恒定直流磁场行波磁场电源低频、三相直流低频、两相流动形态加速钢水使其水平旋转制动从侧孔吐出的流股，使其减速可使钢水加速或减速或水平旋转控制特征能动控制被动控制能动控制对结晶器要求低电导率的薄铜板常规铜板低电导率薄铜板主要应用范围中厚板、低拉速薄板坯、高拉速中厚板坯、高拉速4.1MEMS的流场和电磁力和流动特征4.1.1电磁力的产生当电磁搅拌器馈给多相（两相或三相）交流电时，就在其中激发向一个方向行进的行波磁场，该磁场不仅有一定的运动速度和强度，而且还有方向的交替变化。当它渗透到钢水中就会在其中产生感应电流，该感应电流与当地磁场相互作用，就在钢水中产生电磁力：（2）电磁力是体积力，作用在钢水的每个体积元上，从而推动钢水运动。其电磁力的特征是：①电磁力的方向始终与行波磁场方向相一致；也与钢水运动方向相一致；②即使钢水的流速，仍然有电磁力作用在钢水中，仍然可以借助电磁搅拌控制钢水的流动，因此，MEMS具有主动控制的特征。2023/5/1124、板坯连铸结晶器电磁搅拌（MEMS）技术用心铸造世界4.1.2水平旋转搅拌的电磁力旋涡和流动特征①在两个宽面即F（固定）面和L（可动）面上配置一对行波磁场搅拌器，其行波磁场方向相反，因而流动方向也相反，使钢水形成一个大环流，故称水平旋转搅拌，见图8，在不同的板宽和拉速下，其流动的形貌是相似的，无论在高拉速或低拉速下，沿宽面的流动是均匀的。2023/5/113用心铸造世界图8水平旋转搅拌的流动形貌②由于F和L面的行波磁场方向相反，两者作用的结果，在钢水内部的磁场分布在局部地方场强为零，其数目与搅拌器线圈的极数相同。由于局部地方场强为零，电磁力也为零，从而导致钢水内电磁力旋涡的出现，见图9。这是水平旋转搅拌的一个特征。③尽管电磁力呈现旋涡分布，但钢水表面的流速分布几乎接近水平旋转而没有出现旋涡，这是由于流体的连续性和惯性效应掩盖了电磁力旋涡的结果。2023/5/114用心铸造世界图9水平旋转搅拌的电磁力旋涡4.1.3在结晶器内钢水搅拌流动的洗净效果①清洗非金属夹杂物图10显示结晶器内钢水搅拌流动的洗净作用而使铸坯净化的过程：●由行波磁场驱动的钢水的搅拌流动洗涤被枝晶间捕获的非金属夹杂物并防止它们被初始凝固钩捕获。●被清洗出的非金属夹杂物向中心集中，彼此碰撞而聚集并向弯月面上浮。●上浮到弯月面的非金属夹杂物被融熔保护渣捕获，从而从板坯中去除。②结晶器中钢水温度均匀化和坯壳均匀化由于钢水流动也可使结晶器内温度分布均匀，减少初期凝固壳厚度的偏差，从而使初生坯壳的变形因局部凝固迟后而减轻，起到防止铸坯纵向裂纹的作用。2023/5/115用心铸造世界4.2.1MEMS的冶金机理图11表明了弯月面处电磁搅拌的冶金机理，及其对板坯质量的影响和成本优势之间的关系。4.2MEMS的冶金机理和效果4.2.2MEMS对铸坯质量的影响

4.2.2.1提高表面和皮下清洁度

(1)MEMS对不同浇铸期铸坯表面洁净度的影响

图12是有和无MEMS时不同浇铸期的铸坯表面洁净度。

(2)凝固前沿平均流速对铸坯皮下洁净度的影响

图13凝固前沿钢水流速对皮下洁净度的影响MEMS的目的之一是借助增加凝固前沿附近的流速来控制皮下洁净度，为使这种控制最佳化，需要了解必要的流速和表面洁净度之间的关系。由图13可见，凝固前沿的钢水流速增加被捕获的夹杂物数量减少，即使钢水内含有外来夹杂物或卷吸的保护渣。图12MEMS对不同浇铸期铸坯表面洁净度的影响图14表示有和无MEMS的板坯内部夹杂物数量的直方图。由图可见，采用MEMS后，氧化铝簇数量减少不多，而球形夹杂物有明显减少，这是因为钢水流动引起球形夹杂物的结团和聚合比氧化铝簇更容易些。因为球形夹杂物是夹杂物的实质部分，因此夹杂物数量总体上明显减少。图14MEMS对Si沸腾中碳钢夹杂物数量的影响（3）MEMS对铸坯内部洁净度的影响图15表示两个不同拉速下，MEMS铸坯表面层中针孔缺陷的影响。由图可见，使用MEMS后针孔缺陷的数量大大减少，沿铸坯宽度方向上针孔缺陷分布均匀且稳定在一个较低水平。2023/5/119（4）MEMS对铸坯气泡减少的效果用心铸造世界图15在不同拉速下，MEMS对针孔分布的影响近几年来，连铸技术的研究表明，初期凝固在很大程度上影响铸坯质量特别是表面质量，因此，控制初期凝固和凝固起始点的位置是采用MEMS的另一目的。图16是Si沸腾钢的板宽2200mm、浇铸速度1.0m/min的有和无MEMS的坯壳剖面的形貌。图17表示准沸腾钢，板坯尺寸：250mm×1120～2500mm，拉速：0.7m/min，在有和无MEMS的坯壳厚度随离弯月面距离的变化。2023/5/1204.2.2.2借助MEMS控制初期凝固

用心铸造世界图16MEMS对坯壳生长的影响图17MEMS控制初期凝固钢种：准沸腾钢：板坯尺寸：250mm×1120～2100mm：0.7m/min由于弯月彩面周围的侨钢水流动翠容易停滞牵，容易导乱致因铸坯控宽度方向纲钢水温度织不均而引滔起坯壳厚葛度不均匀辽所产生的梨纵裂。特移别是中碳下钢（C=0.西1-0.枪15%），易继发生因古不均匀颠冷却而导导致的卡纵裂。愁应用MEMS，凝固滞丙后减少，奋坯壳厚度孔变得均匀桃，就可减被少铸坯纵僚裂的发生趋，如图18所示。202墓3/4籍/2421用心铸造派世界图18M塌EMS对铸坯纵终裂的影响4.2面.2.法3减少铸坯盖表面纵裂4.2.遗3ME悲MS对成品妇质量的东影响4.2拜.3.植1酷MEM廉S对汽车展外壳用眼超低碳舒钢成品抄质量的腊影响图19显示目看前在减攻少汽车妨外壳板衫分层的餐效果。爷由于采凑用MEMS，减少铸拳坯皮下和响内部的条刮状裂纹，确从而在轧改制过程中瓶减少了分你层的危险谋。图20表示采用MEM炮S后，在汽崖车外壳用纠冷轧板卷路上表面缺却陷出现率抵减少了70%。2023约/4/2视422用心铸浑造世界4.2.亿3.2娘MEM腊S对生产裤厚板和乒管线的缺高级钢偷的影响生产厚板偷和管线的盐高级钢，裂由于采用MEMS，控制了社初期凝固晨，使在铸脚坯表面纵雷向裂纹大径大地减少篇，从而使及其成品报止废指数大详大降低，觉见图21。5、板坯俊连铸电隆磁制动床技术5.1电磁制吴动的电估磁力特叼征在板坯结爪晶器两个芹宽面上，父外加一对插恒定磁场怠，其方向恋从一个宽妖面垂直穿童过钢水到恢达另一个耐宽面。从SEN吐出的流果股，以相梅当大的速尽度垂直切田割外加的天恒定磁场烦，就在钢狐水中感生渠感应电流挣，该感应垮电流与当旗地磁场相驾互作用产祝生电磁力勾：（3）它们相裤互关系淡见图22。由图可捏见，电磁革力与流股榜方向相反启，从而制吓动了流股弱，使其减恒速，这就也是制动效佣应。5.2电磁制动趁装置的结万构特征电磁制丧装置的忌基本特觉征综合届如表2。表2三类电也磁制动虹装置的摘基本特呜征装置类型EMBrEMBR-Ruler或LMFFC-Mold磁场特征局部区域（水平U形电磁铁）全幅一段（水平电磁铁）全幅二段（垂直U形电磁铁）安装位置位于水口两侧孔吐出的流股的主流区位于水口吐出口下方位于水口吐出口的上、下方电源直流直流直流对板坯的适用性中厚板坯薄板坯厚板坯2023部/4/2棕426用心铸激造世界图23EMBr的流场形貌图24早LMF的流动也形貌图25FCMold的流场特征2023帽/4/2碗427用心铸街造世界LMF受安装位田置的影响型较大，如皇果磁场位固置与SEN的距离仓较远或SEN吐出角度言稍不合适馅，就会影信响制动效猴果。在LMF使用中城，有个朗最佳磁霞场强度散，其优镜化程度跑可以用头公式（4）的磁相厚互作用参状数N表示：N=（4）当N在3～7之间时旨，铸坯其中非金腰属夹杂妇物最少次，如图26所示。5.4使用LMF时的优写化条件图26应用LMF时，磁相老互作用参驱数和夹杂盒物数量之四间的关系2023创/4/2幻玉4285.5电磁制小动的冶火金机理敬和冶金鲜效果用心铸造彼世界5.5言.1拼EMB裕R的冶金机羊理EMB迟R的冶金恰机理和愧冶金效光果综述现于表3表3团EMB出R的冶金去机理和碎冶金效培果冶金机理冶金效果经济效益·制动从浸入式水口侧孔吐出的流股使其减速·降低流股侵入液相穴深度·控制弯月面附近流速，减少弯月面的脉动·提高弯月面的温度·减少流股对窄面的冲击和重熔·实质性的减少皮下和内部的非金属夹杂物·有效地消除保护渣卷吸，减少保护渣性夹杂物·实质性的减少横向和纵向裂纹·减少漏钢危险·有可能提高拉速·实质性改进产品质量·减少降级和废品·提高生产率2023杂/4/2愿429用心铸缸造世界5.5琴.2某EM罪BR的冶金总效果5.5季.2.织1促进坯壳碎均匀生长过热的钢睛水流股对逗窄面的冲倡击消失，辱消除了窄趴面的初生鲜坯壳的重矮熔，使坯葬壳生长均园匀，因而物漏钢和角姨裂的危险我大大减少由。EMB起r对窄面坯戚壳生长的台影响见图27。202直3/4撒/2430用心铸造册世界向上反踢转流动固的减速惕，弯月赴面下的肢水平流茂速和湍撕流大大宣降低。岗实践表假明，无外论哪种贫类型电项磁制动景都可使壤弯月面具下的水冶平流速飘降低一鲜半，从候而也稳败定了弯监月面，跌见图28。因此绒，弯月溪面下水廊平流速拿的降低雾和弯月释面的稳黑定是电潮磁制动垫的主要浩效果之坟一。图29表示EMBr对不同钢掘种的弯月盾面水平波扑动的影响术。由图可起见，EMB谎r稳定弯月却效果，对晓包晶钢比IF钢更显雀著些。图29在LMF作用下络弯月面篮水平波隶动图案5.5样.5.作2降低弯月医面下的水着平流速和扛稳定弯月例面2023陵/4/2珠4315.5留.2.蠢3减小流股谱的向下速堤度和侵入砌深度用心铸造贼世界图30表示在EMB支r下沿窄面林向下流动次的速度分爸布，由图今可见，在EMB霞r作用下向安下流动速框度大大降城低，使流如股侵入深钟度由4m减小到2mm见图31；FCM宋old使侵入霸深度由6m减小到3.5荣m；LMF使浸入便深度由6~8白m减小到4~6暗m。图30在EMB贩r作用下沿环窄面的向尽下流速分准布图31E收MBr对流股想侵入深夫度的影裁响板坯尺寸哭：220m么m×85尖0～155鸣0mm：拉速1.0～2.02023厘/4/2碍432用心铸夏造世界5.5忘.2.职4对弯月面障下钢水温昂度的影响(1)图32表示EMB扬r对板宽境方向的就弯月面怪下钢水柜温度的疾影响。贞据报导歌，EMBr使弯月面碎下钢水温带度提高8～10℃，LMF约提高5～15℃；FCMo丹ld约提高5～10℃。(2)图33表示FCMo荣ld的不同意磁感应榴强度对样钢水表傅面温度绒的影响利，钢水烧温度是枕在1/4板宽、弯谢月面下约30mm处测量膝的。由屈图可见抱，钢水旗表面温喊度随磁喉感应强厉度几乎踪蝶成线性馋增加，勉约上升5℃。图32倾LM喝F对板宽匹方向弯怠月面下钟钢水温亡度的影绳响板坯宽结度：154温0mm：拉速：1m/胞min，SEN僵:-2灶00；孔口：38c令m2LMF傲:全幅一段图33拖FCM现old对钢水表咳面温度的万影响板坯服宽度：125继0mm；浇铸贵量：4.5志t/m斗in2023晌/4/2率433用心铸造滥世界5.5.之2.5对水平流嫩速的影响图34表示不同闪拉速下EMBr对弯月集面下的害水平流宾速的影兼响。图35表示FCMo轮ld对弯月面钻下水平流撑速和稳定北弯月面的挑影响。图34E奖MBr对弯月面手下水平流裙速的影响图35座FCMo腹ld对弯月驶面下水尘平流速姓的影响板坯尺桶寸：260m鉴m×80贵0～1900璃mm，浇铸量包：3.5～5.0t货/min2023侄/4/2馒434用心铸唱造世界值到指出思的是，弯虽月面下的咱流速要保巩持某一水概平，流速嗓太慢导致扛向弯月面栋传热减少任，因而增兄加了初期祖凝固的凝顺固钩长度皱，产生表爸面缺陷，角见图36和图37。流速太汗快导致结必晶器保护采渣的卷吸鄙。由此可当见，在弯攀月面下保辜持适当流伯速，使铸陆坯表面和毛内部质量礼保持最好条。如图所堂示，弯月猴面下的最栋佳流速为10～20c或m/s。图36弯月面流去速与铸坯可质量的关陪系图37非金属昨夹杂物份指数与毙弯月面染下流速净的关系板宽：970～157概0mm；拉速搂：1.0～2.2m阻/min芬;浇注量烈：2.2～3.8t涉/min；SEN：7.5～35o2023损/4/2搏435用心铸造候世界5.5.究2.6减少板坯往表面缺陷由于EMBr的作用，察降低了从SEN吐出的拉流股的烟速度，队促进了Ar气泡的兔上浮，网从而减迅少了板拨坯表面傲的气泡咽，见图38。202怖3/4面/2436用心铸造糠世界5.5.泰2.7减少铸坯舰内部夹杂姜物图39表示有、伯无EMB峰r时铸坯翻内部的局夹杂物讯分布。锻由图可冻见，EMB忽r能较大搂幅度的援减少内栽部夹杂父物而且粘使其分缎布均匀馋，显示EMBr提高铸坯垦内部清洁榴度的良好遵效果，这艰也是电磁翅制动的重拥要效果之私一。2023况/4/2厚437用心铸造原世界5.6提高成就品的质洋量5.6躁.1对成品表典面质量的驱影响图40表示在深有和无FC煮Mol呀d时汽车究用超低破碳钢卷象板的表鞋面缺陷雁指数与申拉速的应关系。刻由图可巧见，当球拉速＜1.7m乡丰/min时，两者悄表面缺陷师指数只相貌差一半左确右；而当欧拉速＞1.7m夫/min时，无FCM提old的表面缺粱陷发生率盾急剧上升启，与使用FCM闲old相比，表勤面缺陷指分数上升5倍以上撒。这个平结果表凡明，由舰于FCM防old的上段温磁场的滑作用，锡降低了隙弯月面怎下的流遇速和湍备流，减姜小弯月命面的波爪动，使运保护渣溜卷吸明鸣显减少隐。202仰3/4页/2438用心铸造古世界5.6.齿2对成品恋内部质题量的影幼响图41表示FCM锦old对制罐捏用马口茧铁薄板恶内部缺向陷的影执响。由费图可见留，当使巧用FCM湖old时，其内茅部缺陷明摸显减少。汤这个结果萍表明，由阶于FC注Mol划d的作用，薯使钢水向屈下侵入深侄度变浅，商非金属夹玻杂物易于艺上浮，铸恭坯内部夹品杂物大大较减少，提嗽高了铸坯馅的清洁度询，从而使罪成品质量模明显提高跟。据报导，送对于宽板熄坯和高通蜜钢量，在EMB滚R的最佳运颗行条件下狂，冷轧产普品的不合贼格率减少33%；对板宽序大于140括0mm，不合颠格率则墨更低。2023太/4/2历439用心铸造吓世界6、板坯连接铸结晶器县多模式电梳磁搅拌技抓术（MM-E干MS：Mult御Mod浆e-EM参S）结晶器假多模式午电磁搅涛拌技术混是在同裕一台连搏铸机上购使用同洁一套电栏磁搅拌评器组成越不同的僵运行模蹈式，即EMLA、EML笔S、EMR风S，统称MM-E迟MS。6.1开发背川景①众所踪蝶周知，刑当今连寺铸机已摩不是生页产单一隔钢种和惰单一断斧面的设浸备，已博成为包鼠括各类烫钢种、湾不同断庆面和拉售速的复挑合产品梳的混合负体。②连铸实针践表明，悼在连铸过厚程中的基燃本要求是虚提供高洁呜净的钢水器，从而避案免来自夹奸杂物造成尚的板坯表康面和内部融缺陷。③连铸实肌践还表明慌，控制弯笔月面附近通钢水流动辩或是弯月纪面的波高牌是改进铸顿坯表面和虽内部质量羡的重要因续素。392023喜/4/2啊440用心铸造达世界图42表示冷轧渣钢卷表面耻缺陷与窄音面附近弯依月面波高耽（△X）的关你系。由舅图可见未△X过大或斑过小，恶表面缺再陷指数船都变大蜘。由上所述撒，要使铸蚀坯进而产杏品质量缺喷陷尽可能汪少，必须据根据浇铸产参数的变玻化将结晶匀器内的钢觉水流动，束特别是弯猎月面附近破的流动控舟制在一个茧恰当范围渔内，实践建表明，弯嫌月面附近哭的流速控么制在0.12施-0.2甩m/s，或窄乡丰面附近苏弯月面概波高控何制在5-9冠mm内，铸妥坯和产已品质量顿最好。搂为此开酱发了结帽晶器多贸模式电幻玉磁搅拌勿技术。图42板坯表面缺陷与弯月面波高的关系202费3/4纷/2441用心铸造教世界6.2工作原理棵和技术特纺点6.2.唯1工作原理其装置烛的构成约是：在基板坯两掏个宽面鸽上分别井布置两欢对行波汁磁场搅乏拌器，香其宽度那与结晶黎器宽度尤相同，屑见图7。图7板坯结晶器多模式电磁控流技术412023亩/4/2绞442用心铸造梦世界6.2负.2技术特征结晶器蓝多模式搏电磁搅狭拌技术高的特征胃是，根同据不同腹的浇铸碎条件，闻通过选扇择和调摆节加于择从SEN吐出的流壁股上的水算平电磁力还的方向和弦大小，控补制结晶器不内特别是航弯月面附额近的流动矩。●斗在高浇态铸速度达时，目功的是制权动流股斑，降低圣弯月面如附近的汪流动速条度，以桐避免弯样月面的冒不稳定踪蝶或波动章；●习在低浇险铸速度竟时，目欠的是加服速流股亮，提高岔弯月面使附近的弱流动速然度，鹿使过热补钢水将桂热量传围给弯月鉴面；同僵时也提孩高对凝炭固前沿缎的清洗拉作用。●在贵浇铸开始马和终了及贞大包交换律期等不正简常浇铸期烂的浇铸速州度变化时史，适时调遵节钢水的逮流动。由此可见轧，在不同顿浇铸条件素下，可以且借助结晶昼器多模式贺电磁搅拌垂装置，使薯结晶器内蝴的流动特宪别是弯月常面附近的务流动控制曾在一个最模佳范围内检，从而使铜铸坯表面靠和皮下夹渡杂物含量朵大大减少薄。202灵3/4考/2443用心铸造杆世界6.2度.3与EMB徒R和常规的MEMS的主要私区别：由上述结怨晶器电磁植控流技术邪的工作原交理和技术缠特征可以付看出，与EMBR和常规萄的MEMS的主要拒区别是味：●因基于恒惩定磁场床的结晶踏器电磁腊制动技脸术（EMB椒R）只能对茫从SEN吐出的希流股产瘦生制动悠作用，唉制动力波的大小献大体上单与流股皂的速度猎成正比赠，对速雄度为零抱的钢水肯不起作熄用；更伍不能使帮钢水加运速。●界基于行疾波磁场体的常规沙的结晶祝器电磁储搅拌技牛术（MEM拳S），在叛结晶器委的两个柄宽面上诉激发方腐向相反录的行波毙磁场，行产生方犬向相反谜的电磁鼠力，从移而使钢耀水产生么水平旋获转搅拌以，一般顾说来，虚它只起谋了使钢凭水加速塘的作用观，而不粘能制动补钢水。●份对于结港晶器多捕模式电其磁搅拌绩技术（MM-虚EMS），不超仅可以仅产生制济动力，堤使从SEN两侧孔券吐出的诉流股同欣时减速用；也可辆以产生惰加速力肉，使从SEN两侧孔序吐出的勇流股同渔时加速跨。这样炉可以按延照不同狂的断面誓、浇铸笨速度等递浇铸条盲件和钢跨种来选顷择最合陪适的搅枣拌和制检动方式倚，这就扁使系统迎操作极灶其灵活吼。43202届3/4知/2444用心铸偶造世界6.3致MM-武EMS的冶金机炸理与冶金辫效果6.3北.1料MM叼-EM争S的冶金声机理和检冶金效告果6.3.便1.1表4综述了MM-野EMS的冶金批机理和考效果表4M寒M-EM僚S的冶金机菊理和效果模式主要应用范围冶金机理冶金效果EMLS高拉速、高通钢量·降低过大的窄面波高。·降低过高的弯月面流速·降低过大的弯月面波高·防止在窄面附近的保护渣减薄·防止保护渣膜的剪切·减少保护渣性缺陷（条状和铅笔状裂纹）·提高窄面润滑·减少漏钢事故和报警EMLA低拉速、低通钢量（特别是开浇、大包和中包交换期、终浇）·改进向弯月面的传热·改进保护渣的熔融·提高弯月面的流速·减少氧化铝基缺陷·减少弯月面的冷冻·减少渣斑·减少宽面中部纵裂·减少气泡、夹杂物在内弧侧1/4坯厚处的偏聚EMRS常规拉速的一些特殊钢种：超低碳、中碳、铝镇静钢等高氧含量的钢种如准沸腾钢、彩涂钢、镀锡板钢和饮料罐钢等等·从表面和皮下机械去除气孔和针孔·沿结晶器周边的温度均匀化·沿结晶器周边的钢水流速均匀化·坯壳生长均匀化·提高向结晶器表面的传热·减少氧化铝基夹杂物·减少镇静钢中氩基针孔·减少准沸腾钢中CO基气孔·减少包晶钢中纵向裂纹2023忧/4/2锁445用心铸造浊世界6.3暖.1.滥2各种钢没水流动刃的冶金倘问题和MM-E睡MS的对策表5综述了各愚种钢水流般动产生的妨冶金问题递和MM-E啦MS的对策。表5各种钢水额流动产生蹄的冶金问延题和MM-E军MS的对策相关冶金问题诱发的钢缺陷的例子对策过大的窄面波高过强的弯月面流速过强的结晶器液面波动在窄面附近的保护渣减薄结晶器保护渣剪切结晶器保护渣基缺陷（条状和管状裂纹）润滑损失漏钢事故漏钢报警EMLS减少向弯月面的传热减少保护渣熔融率减慢弯月面的流速氧化铝基缺陷冷的/冻结的弯月面渣斑粘结报警EMLA钢水反转流动急剧/局部弯月面流速增加熔融渣卷吸熔融渣旋涡板坯浇铸异常板坯降级各种未明了的缺陷在SEN附近的保护渣减薄钢水无反向全动量向窄面流动向板坯边缘无反向驱动Ar气泡和夹杂物宽面中部的纵向裂纹氧化铝基夹杂物Ar气泡和夹杂物沿板坯边缘30cm带聚集452023涨/4/2燥446用心铸念造世界不对称/不平衡流动结晶器液面波动不均匀熔融保护渣层气泡和夹杂物在一侧聚集EMRS沿结晶器周边不均匀钢水流速和温度梯度不均匀凝固壳厚度向结晶器表面的弱的热对流皮下氧化铝和钙氧化铝夹杂物在镇静钢中Ar基气孔在准沸腾钢中CO基针孔表5各种钢辅水流动联产生的赚冶金问隔题和MM-E贿MS的对策（续)202毛3/4涛/2447用心铸造端世界6.3.泊2M球M-EM惑S的冶金朱功能6.3.岗.2.1梨EM侵LS/E排MLA在钢水径表面流聋速的影塞响图43表示EMLS醒/EML宰A对钢水烫流速的限影响。碧由图可置见，在郊高拉速璃条件下虚，钢水狡表面流樱速随EML正S的电流返强度的铺增加而兄减小，关而在低稻拉速条献件下，嫂钢水表肿面流速糖随EML什A的电流强抢度增加而红增加。这念些结果表贴明，正确帖地控制EML冰S/E倚MLA就有可能总对不同浇赢铸工艺建央立同一的爪钢水表面逐速度。472023费/4/2腾448用心铸铃造世界6.3仁.2.南2符MM-层EMS对弯月谜面波动余的影响图44表示在MM-瞎EMS模式下垦的弯月驼面形貌般即在结垒晶器中掘钢水流临动形貌乳和钢水够流速。沫由图可讨见，由滔于在MM-搁EMS模式下，境弯月面脉跟动约减小50%，使得弯壤月面形貌蚕变得更平婚稳。2023皇/4/2拣449用心铸佣造世界6.3.谊2.3再EML锋A对弯月面贯温度的影恐响图45表示在EMLA模式下所关测得的弯挎月面温度舒随时间的鞠变化。在EML惨A模式下担，由于掉从SEN吐出的流睡股被加速稠，导致沿厘窄面上升脸的反转流勤动增大，诱过热钢水夹不断向弯汁月面传热迁，从而使乌弯月面附葵近的温度牺升高。2023辟/4/2蛾450用心铸例造世界6.4者MM-参EMS在板坯质踏量上的影颠响6.4址.1盆EM予LA/将EML说S对板坯表涂面质量的贪影响图46表示EMLA戴/EML卸S对板坯苏表面质前量的影旦响。由界图可见礼，在低威速连铸蜻时，使这用EML迷A模式，墓而在高丸速连铸境时使用MELS模式，使药板坯表面买渣斑密度归明显减少虏。2023际/4/2详451用心铸造付世界6.4.乌2E帆MLS对板坯偶内部质尽量的影播响图47表示在EML去S模式下，竹板坯内部致夹杂物分快布的影响诞。由图可纹见，采用EML歇S后，大蠢型夹杂句物明显鞠减少，烧对＞25的大型夹我杂物数量词减少40%；EML窄S的电流强荣度有个最艘佳值，超嘱过最佳值怜（此处为400赠A），夹杂或物指数再笑次增加。202傍3/4贺/2452用心铸游造世界6.4.椅3E械MRS对厚板蒙坯表面租气孔的孟影响图48表示EMRS模式对厚报板坯表面渐气孔减少控的影响。虫由图可见丸，采用EMRS，无论旦宽面或施窄面，漫气孔数担量都明戏显减少扛。这一寨结果也北表明，萝安装在拾结晶器拉中部的EMRS，如果搅激拌强度足军够强，完哈全能得到虚与新日铁铺的常规板和坯MEM颤S的相同飘的冶金喇效果。522023扫/4/2吵453用心铸动造世界6.5歪MM-陶EMS在成品汗质量上纺的影响6.5立.1权MM胶-EM皮S对成品表杯面质量的法影响6.5丑.1.舒1烧EML刃A模式在葵超低碳某钢表面杜缺陷上治的影响图49表示在EMLA作用下孟超低碳异钢表面童缺陷频莲率指数称与浇铸鼻量的关纹系。由两图可见呜，在无EMLA的低速易浇铸时秤，表面芹缺陷发篮生的频浅率很高精。由于愉使用了EML南A后，从SEN侧孔吐出颠的钢水流斧股被加速女，沿窄面喂向上反转战流股使弯忘月面附近麦的钢水流咽动增大，拳过热钢水涌向弯