電磁攪拌技術(shù)實(shí)際應(yīng)用與優(yōu)化

白杰

摘要：電磁攪拌技術(shù)己在鋼鐵冶金行業(yè)應(yīng)用中被普及。文中主要闡述了電磁攪拌技術(shù)以及該項(xiàng)技術(shù)在宣鋼生產(chǎn)中的優(yōu)化改造。

關(guān)鍵詞：技術(shù)；原理應(yīng)用；優(yōu)越性；優(yōu)化改造

中圖分類號(hào)：TF777.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487 （2018） 01-0123-02

1 概述

國(guó)家的發(fā)展離不開工業(yè)經(jīng)濟(jì)，在當(dāng)前國(guó)內(nèi)的大環(huán)境下，粗鋼的產(chǎn)能過(guò)剩，但精品鋼卻缺口很大。我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電磁攪拌這項(xiàng)作為提高鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)一定會(huì)在此機(jī)遇中得到前所未有的創(chuàng)新發(fā)展。

2 電磁攪拌技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

其主要原理是：當(dāng)鋼液流經(jīng)攪拌器，受到電和磁場(chǎng)的作用后會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生電磁力，對(duì)鋼液進(jìn)行攪拌。在這種電磁力作用下，其可以割斷鑄坯內(nèi)部柱狀晶前梢，增加等柱晶體核，可以加快傳熱，強(qiáng)化傳質(zhì)，使邊界層變薄，濃度逐級(jí)增加。

3 技術(shù)類型及實(shí)際鋼廠生產(chǎn)中存在的問(wèn)題

按實(shí)用方式，電磁攪拌可分為3類型：直線型、旋轉(zhuǎn)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(jié)晶器攪拌、冷卻攪拌和凝固末端攪拌。我國(guó)各大鋼廠現(xiàn)在使用的電磁攪拌技術(shù)還不夠完善，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。一是不具備工藝試驗(yàn)臺(tái)，不能對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。二是功率不足，因國(guó)內(nèi)電磁攪拌技術(shù)引進(jìn)較早，更新?lián)Q代不及時(shí)，功率不能夠滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)際情況，無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。三是連鑄中電磁線圈多是采用水冷辦法進(jìn)行降溫，那么水的質(zhì)量就直接影響線圈的使用壽命，水質(zhì)量一旦不過(guò)關(guān)極易造成接線處的絕緣被破壞。四是電磁攪拌技術(shù)對(duì)品種鋼作用較為明顯，而對(duì)普鋼作用有限，使用后反而會(huì)使一些低合金鋼出現(xiàn)白亮帶和負(fù)偏析現(xiàn)象[1]。

4 實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證電磁攪拌優(yōu)越性

下面就以品種高碳鋼作為攪拌實(shí)驗(yàn)對(duì)象，具體以GCr15生產(chǎn)作為檢驗(yàn)電磁攪拌技術(shù)優(yōu)越性的實(shí)例。

4.1 對(duì)中心偏析、疏松及縮孔的影響

相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，沒有使用電攪的產(chǎn)品，中心偏析、疏松數(shù)值較高，會(huì)在其中產(chǎn)生縮孔現(xiàn)象，組織中黑點(diǎn)明顯且產(chǎn)生了中心碳偏析。在凝固的末期，柱狀晶會(huì)向中心生長(zhǎng)，一旦形成穩(wěn)定“橋”就會(huì)阻止鋼液向下收縮凝固，并會(huì)產(chǎn)生管狀縮孔。使用了組合式電攪后，鑄坯中心偏析指數(shù)明顯下降，成分變得更加均勻，用硫印相紙觀察鑄坯截面會(huì)發(fā)現(xiàn)硫化物、中心縮孔現(xiàn)象明顯減少。經(jīng)過(guò)對(duì)河鋼宣鋼現(xiàn)今使用的鐳目液面自動(dòng)控制儀器進(jìn)行參數(shù)調(diào)整后鑄坯中心的偏析、疏松及縮孔現(xiàn)象明顯得到改善，獲得了符合要求的生產(chǎn)產(chǎn)品，參數(shù)設(shè)置也符合2號(hào)連鑄機(jī)的生產(chǎn)要求。

4.2對(duì)凝固組織的影響

沒有使用電磁攪拌生產(chǎn)出來(lái)的GCr15內(nèi)部晶體粒子粗大，等軸率只有20%左右。使用了電磁攪拌后，產(chǎn)品等軸率達(dá)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(chǎn)過(guò)程中由于固液相區(qū)范圍大，凝固后中心出現(xiàn)結(jié)晶，使得產(chǎn)生的等軸晶體不足。在使用了電磁攪拌后，鋼液會(huì)沖斷柱狀晶體，使其變?yōu)榈容S晶體核并且會(huì)不斷加寬，產(chǎn)品變得更為密致且均勻[2]。

5 電磁攪拌技術(shù)應(yīng)用及優(yōu)化改造

電磁攪拌可單獨(dú)也可聯(lián)合進(jìn)行使用，只用結(jié)晶器攪拌可以有效防止“白亮帶”的出現(xiàn)，但對(duì)設(shè)備本身要求較高。因此，采用組合式技術(shù)最為合適，根據(jù)河鋼宣鋼2#連鑄機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)要求，采用（M+F-EMS）模式效果最佳，設(shè)置好交替運(yùn)行，就可達(dá)到預(yù)期效果。但因宣鋼使用的是較為早期的連鑄機(jī)，在設(shè)計(jì)初期，電磁攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在許多漏洞，系統(tǒng)在運(yùn)行中曾出現(xiàn)過(guò)因無(wú)法調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度被迫停止運(yùn)行，這就不利于崗位人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)措施。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，我們自主設(shè)計(jì)并建立了河鋼宣鋼第一座電磁攪拌試驗(yàn)臺(tái)，目的就是用于對(duì)未上線及已經(jīng)下線的電磁攪拌系統(tǒng)線圈進(jìn)行檢測(cè)，確保其完好率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

由于電攪線圈之間阻值只有約0.17Q.現(xiàn)有的常用測(cè)試儀器如萬(wàn)用表無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)出其具體阻值，這就會(huì)導(dǎo)致線下結(jié)晶器經(jīng)人工檢查后上線卻出現(xiàn)問(wèn)題致使線圈打火，嚴(yán)重時(shí)會(huì)被燒損。建立了電磁攪拌試驗(yàn)臺(tái)后，可模擬現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)增加了對(duì)部分參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，如冷卻水水壓和磁通量。這樣不但可以觀察線圈實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的工作狀態(tài)，還可以通過(guò)各種參數(shù)觀察該線圈在不同工作條件下的生產(chǎn)情況。我們還根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際情況編制了相應(yīng)操作規(guī)程和設(shè)備檔案，以備操作和維修人員參考使用。

電磁攪拌系統(tǒng)改造后，冶煉不同的鋼種時(shí)可以有針對(duì)性的選擇不同的磁通強(qiáng)度，品種鋼的質(zhì)量得到了進(jìn)一步的提升。電磁攪拌線圈經(jīng)過(guò)線下試驗(yàn)后上線運(yùn)行，至今未出現(xiàn)由于線圈故障導(dǎo)致的斷流、停機(jī)現(xiàn)象，保證了生產(chǎn)的節(jié)奏和產(chǎn)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

電磁攪拌技術(shù)對(duì)鑄坯質(zhì)量的提高起著關(guān)鍵的作用，是過(guò)程控制的重要手段，其顯著的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量有保證，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，是現(xiàn)代連鑄機(jī)生產(chǎn)的必要設(shè)備。隨著技術(shù)的不斷完善，它終將會(huì)把鋼鐵冶金提升到新的地位。

參考文獻(xiàn)

[1] 張學(xué)冬，賈文蘇.電磁攪拌技術(shù)改變鑄坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)提升產(chǎn)品質(zhì)量[J].山東工業(yè)科技，2012 （4）：24-26.

[2] 李覺東，張偉.電磁攪拌技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀[J].工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，12 （2）：27-30.

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