連鑄生產(chǎn)中的電磁攪拌核心技術(shù)

連鑄生產(chǎn)中電磁攪拌技術(shù)隨著連鑄技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展，連鑄坯質(zhì)量越來越受到注重。近年來，超純凈鋼開發(fā)和應(yīng)用對鑄坯質(zhì)量、凝固組織和成分均勻化提出了更高規(guī)定。電磁攪拌技術(shù)對提高鑄坯等軸晶率、細(xì)化凝固組織、減少夾雜物含量并增進(jìn)成分均勻化、改進(jìn)鑄坯內(nèi)部、表面和次表面質(zhì)量具備重要作用。電磁攪拌工作原理電磁攪拌工作原理十分簡樸，猶如由兩相或三相電流驅(qū)動、能產(chǎn)生交變磁場線性感應(yīng)馬達(dá)。電流發(fā)生相變時(shí)，磁場從一極到達(dá)另一極，并同步產(chǎn)生電磁推力，將液態(tài)鋼水向磁場運(yùn)動方向推動。這樣，可以通過電流相位變化來選取方向，也可以通過電流密度和頻率來調(diào)節(jié)推力大小。電磁攪拌裝置2.1電磁攪拌裝置分類電磁攪拌裝置可分為水平旋轉(zhuǎn)攪拌器和線性攪拌器兩大類。而線性攪拌器又可細(xì)分為垂直、水平線性攪拌器。水平旋轉(zhuǎn)攪拌器環(huán)繞鑄流設(shè)立，其運(yùn)轉(zhuǎn)象一種異步旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子，驅(qū)動鋼液水平旋轉(zhuǎn)，多用于園坯、方坯和小矩形坯。垂直線性攪拌器接近鑄流側(cè)，其運(yùn)轉(zhuǎn)象一種線性異步電機(jī)定子，鋼水沿垂直方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，適合于大斷面矩形坯；水平線性攪拌器安裝在鑄坯側(cè)，其運(yùn)轉(zhuǎn)象一種平直定子，在板坯內(nèi)弧側(cè)熔池內(nèi)產(chǎn)生水平方向磁場，推動鋼水運(yùn)動。2.2電磁攪拌裝置布置電磁攪拌裝置布置位置有四種：中間包加熱用電磁攪拌(H-EMS)、結(jié)晶器電磁攪拌(M—EMS)、冷卻段電磁攪拌(S—EMS)和凝固段電磁攪拌(F—EMS)。?H—EMS:使連鑄過程中鋼水過熱度保持在30~40攝氏度，其突出特點(diǎn)是運(yùn)用非金屬夾雜物與金屬液之間導(dǎo)電性差別，實(shí)現(xiàn)兩者分離。1996年日本川崎制鐵水島廠在澆鑄不銹鋼時(shí)采用了此技術(shù)，生產(chǎn)鑄坯總氧含量低于0.001%，比采用老式中間包生產(chǎn)鑄坯減小2倍，夾雜物減少一半，不銹鋼熱軋和冷軋板卷缺陷減少了60%；?M--EMS：普通安裝在結(jié)晶器下部，用于減少表面缺陷、皮下夾雜物、針孔和氣孔，改進(jìn)凝固組織，減少表面粗糙度，增長熱送率，擴(kuò)大鋼種。適合于冷軋鋼、彈簧鋼、半鎮(zhèn)定鋼等鋼種澆鑄；?S--EMS:可增進(jìn)鑄坯晶粒細(xì)化，普通與M--EMS組合使用?？梢栽鲩L等軸晶率、減少中心縮孔和疏松，減少中心偏析及內(nèi)裂，放寬過熱度，提高拉速，減少壓縮比，適于生產(chǎn)厚板、普板、不銹鋼、工具鋼等鋼種；?F--EMS：普通在澆鑄對碳偏析有嚴(yán)格規(guī)定高碳鋼時(shí)使用，安裝在凝固末端附近，可減少中心縮孔和中心偏析，提高拉速，減少壓縮比。板坯連鑄機(jī)電磁攪拌裝置，可安裝在結(jié)晶器內(nèi)或安裝在扇形段。安裝在扇形段時(shí)，可采用單環(huán)蝶形攪拌方式，也可以采用雙環(huán)蝶形攪拌方式。雙環(huán)攪拌更有助于將頂部高溫液態(tài)鋼水與底部溫液態(tài)鋼水進(jìn)行較長距離互換。安裝于扇形段電磁攪拌其共同特點(diǎn)是，采用水平運(yùn)動方向磁場，所不同是攪拌裝置安裝位置，安裝位置可在輥后、輥間或輥內(nèi)。?箱式扇形段電磁攪拌是由瑞典ABB(ASEA)提出，是置于輥后。由于連鑄機(jī)頂部區(qū)域輥?zhàn)虞亸叫?，攪拌器與板坯距離短，普通不大于250毫米。超過這一距離，就需要非常高電能，這意味著高昂運(yùn)營費(fèi)用；?新日鐵式(NipponSteelType)電磁攪拌是安裝于輥間，這需要對扇形段進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，采用小輔助輥，每側(cè)鑄流2個(gè)攪拌器，以使鑄坯內(nèi)部攪拌力最大；?輥內(nèi)內(nèi)置式(In—RollType)，由法國冶金研究院(IRSID)開發(fā)，攪拌器安裝在輥內(nèi)。由于接近鑄坯，因而效率高；?如果輥內(nèi)內(nèi)置式攪拌器并排成對使用，其功能等同于箱式電磁攪拌裝置，這合用于輥徑較大連鑄機(jī)。如果在鑄流每側(cè)成對使用，其效果等同于新日鐵式(NipponSteelType)電磁攪拌；?扇形段電磁攪拌通過增長鑄坯內(nèi)部等軸晶構(gòu)造，減少了中心疏松和中心偏析，從而改進(jìn)了鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。連鑄機(jī)上使用一種攪拌方式比較普遍，但當(dāng)澆鑄中、高碳鋼以及合金鋼時(shí)，有也許遇到鑄速快、過熱度高、鑄坯尺寸小等比較困難或特殊規(guī)定狀況，單一攪拌工藝往往不能使鑄坯形成足夠等軸晶，中心疏松和中心偏析嚴(yán)重。解決辦法是將幾種攪拌方式組合使用。電磁攪拌技術(shù)發(fā)展電磁攪拌器是由瑞典ASEA公司一方面創(chuàng)造用于電弧爐煉鋼，日后才被用于連鑄。20世紀(jì)60年代奧地利開始使用電磁攪拌澆鑄合金鋼。70年代，法國冶金研究院(IRSID)初次在方坯連鑄機(jī)上進(jìn)行了線性電磁攪拌技術(shù)工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，使硅鋁鎮(zhèn)定鋼皮下質(zhì)量得到了改進(jìn)。隨后，園坯連鑄旋轉(zhuǎn)攪拌技術(shù)研究獲得了突破性進(jìn)展。1973年世界首臺板坯連鑄機(jī)二冷段電磁攪拌器在新日鐵君津廠投入使用。同年，法國冶金研究院(IRSID)在西德Eillingen廠板坯連鑄機(jī)上也使用了電磁攪拌技術(shù)。1977年ASEA提出輥后箱式攪拌設(shè)想，安裝在鑄流奧氏鋼支持輥背面，沿拉坯方向攪拌鑄流。合用于輥?zhàn)虞亸叫?，攪拌器與板坯距離不大于250毫米連鑄機(jī)。日后，日本神戶鋼鐵公司在弧形板坯連鑄機(jī)上安裝了直線型電磁攪拌器，新日鐵用結(jié)晶器電磁攪拌裝置(M-EMS)控制鋼液流動，大幅度提高了表面質(zhì)量及合格率；鑄坯初期凝殼厚度均勻，因縱裂而引起拉漏事故明顯減少。M--EMS原理是：在結(jié)晶器內(nèi)板坯后方設(shè)立直線運(yùn)動式傳感器(Linearinducto)，產(chǎn)生能罩住整個(gè)鑄坯寬度平行、穩(wěn)定移動磁場，以驅(qū)動結(jié)晶器內(nèi)彎月面附近鋼水沿著水平方向旋轉(zhuǎn)流動。當(dāng)前，新日鐵板坯連鑄機(jī)上幾乎所有采用了此類M-EMS新裝置。旋轉(zhuǎn)式結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)由新日鐵(NipponSteel)于1981年開發(fā)，廣泛用于新日鐵(NSC)連鑄機(jī)上和神戶鋼(Kobe)Kokogawa3號連鑄機(jī)上。鋼液轉(zhuǎn)動靠安裝在結(jié)晶器寬邊銅板頂部2個(gè)水平攪拌器產(chǎn)生攪拌實(shí)現(xiàn)，目在于減少鋼液溫度梯度，有助于鑄坯凝固殼體均勻生成，并可減少針孔、氣孔和夾雜類皮下缺陷。當(dāng)前針對結(jié)晶器上采用旋轉(zhuǎn)電磁攪拌有不同觀點(diǎn)：新日鐵以為只有將攪拌器安裝在高位，彎月面處才干獲得改進(jìn)質(zhì)量效果。Danieli提出將電磁攪拌器放在結(jié)晶器中間高度觀點(diǎn)。這使結(jié)晶器構(gòu)造和設(shè)計(jì)相比，新日鐵較為簡樸。20世紀(jì)80年代，日本川崎和瑞典ASEA開發(fā)了結(jié)晶器電磁制動裝置。90年代，間歇攪拌器和多頻攪拌器相繼開發(fā)，這標(biāo)志電磁攪拌技術(shù)發(fā)展和成熟。隨著技術(shù)進(jìn)步，開發(fā)了組合式電磁攪拌器裝置，與單一攪拌工藝相比，在改進(jìn)鑄坯質(zhì)量、減少中心偏析效果更好。1991年日本鋼管(NKK)引進(jìn)了鋼水能加速或減速離開浸入式水口(SEN)EMLS/EMLA(電磁液面減速/電磁液面加速)工藝，還能使結(jié)晶器彎月面處或彎月面下鋼水旋轉(zhuǎn)EMRS。電磁減速一電磁加速是一種專為拉速超過1.8米/分連鑄機(jī)設(shè)計(jì)攪拌系統(tǒng)，此系統(tǒng)由日本鋼管(NKK)發(fā)布。這種多模式電磁攪拌(MM-EMS)采用4個(gè)線性攪拌器，位于浸入式水口(SEN)兩邊，兩兩并排安裝在結(jié)晶器寬面支撐板背面。它們對通過SEN鋼液進(jìn)行減速或增速(EMLS/EMLA)。目在于對彎月面處鋼水流動進(jìn)行優(yōu)化控制。日本鋼管(NKK)數(shù)據(jù)顯示，對彎月面處鋼水流動通過優(yōu)化控制后產(chǎn)生出來鑄坯，冷軋成卷后其表面缺陷降到了最低限度。在高澆鑄速度下，啟動電磁減速(EMLS)系統(tǒng)，將鋼液流動減速，這樣與保護(hù)渣關(guān)于夾雜物會消失。老式EMS(EMRS)只有開/關(guān)功能，不能依照實(shí)際澆鑄條件調(diào)節(jié)，EMLS/EMLA代表了第二代技術(shù)，成熟流場控制，無需手動操作，由計(jì)算機(jī)模型依照鑄坯尺寸、拉速、SEN幾何形狀/插入深度和氬氣流量，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加速、減速以及工作強(qiáng)度。多模式操作EMS屬第三代技術(shù)，在同一種連鑄機(jī)上，它將三種電磁攪拌(即減速、加速和旋轉(zhuǎn))結(jié)合起來。三種操作模式如下：針對高拉速下，優(yōu)化雙環(huán)鋼液流動方式(日本鋼管NKK)電磁減速/電磁加速模式(EMLS/EMLA)；針對某種鋼種(0.13%C，0.008%Al)電磁旋轉(zhuǎn)(EMRS)模式，減少皮下針孔;將不穩(wěn)定單環(huán)形鋼液流動方式優(yōu)化并轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定雙環(huán)鋼液流動方式持續(xù)加速電磁加速(EMLA)模式。有人把這一新理念看作為第三代電磁攪拌系統(tǒng)，這種系統(tǒng)已于1月應(yīng)用于POSCO韓國浦項(xiàng)廠3號板坯連鑄機(jī)上，7月在浦項(xiàng)Kwangyang廠1?3號連鑄機(jī)上開始運(yùn)營。高速澆鑄時(shí)，EMLS可使彎月面處鋼水流速減少50%以上；低速澆鑄時(shí)，EMLA可使彎月面處鋼水流速提高25%以上。EMRS使彎月面處鋼水產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，流速達(dá)0.35米/秒，可消除彎月面7?9毫米以內(nèi)波動，鑄坯皮下缺陷減少40%，頭坯表面夾渣、針孔減少40%?75%，汽車面板合格率提高到77%。日本神戶鋼鐵公司研究了一種新型電磁攪拌技術(shù)，即對中間包到結(jié)晶器之間鑄流采用攪拌技術(shù)，解決了浸入式水口(SEN)堵塞問題；新日鐵又開發(fā)了一種鑄流電磁攪拌，安裝在足輥如下、二冷段以上狹縫里，通過改進(jìn)等軸晶區(qū)比率來減少中心偏析，防止內(nèi)裂產(chǎn)生。電磁攪拌技術(shù)在中華人民共和國發(fā)展國內(nèi)于20世紀(jì)70年代末才開始研究電磁攪拌技術(shù)，大體經(jīng)歷三個(gè)階段：.70年代末到80年代中期，國內(nèi)才開始模索和探討電磁攪拌技術(shù)，80年代中期引進(jìn)了一批特鋼連鑄機(jī)，都配有進(jìn)口電磁攪拌裝置，對國內(nèi)技術(shù)發(fā)展起到一定積極作用，但尚未有制造能力；.80年代后期，通過十近年努力，終于獲得突破性進(jìn)展。1996年5月，舞鋼初次在大型厚板坯上成功使用了國內(nèi)自行設(shè)計(jì)S--EMS成套裝置，這標(biāo)志著國內(nèi)結(jié)束依托進(jìn)口歷史；.1997年寶鋼成功研制了大板坯連鑄機(jī)上使用S--EMS,價(jià)格是引進(jìn)1/3,已經(jīng)具備了研制高性能電磁攪拌裝置能力。國內(nèi)當(dāng)前應(yīng)用于連鑄設(shè)備電磁攪拌裝置有100多套，多為電爐連鑄，絕大某些是引進(jìn)。并且引進(jìn)后，也需要不斷實(shí)驗(yàn)才干進(jìn)入正常生產(chǎn)，例如武鋼二煉鋼2號連鑄機(jī)等。，國內(nèi)寶鋼也引進(jìn)了結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS)，開創(chuàng)了國內(nèi)板坯連鑄MEMS先例。近幾年來，僅有重慶特鋼、寶鋼、舞鋼等少數(shù)鋼廠使用過國產(chǎn)電磁攪拌裝置。由于國內(nèi)MEMS應(yīng)用研究還不充分，不少廠家運(yùn)用效果不夠抱負(fù)。重要存在如下幾種問題：工藝實(shí)驗(yàn)局限性，未對工藝參數(shù)充分優(yōu)化；國內(nèi)引進(jìn)MEMS多為初期產(chǎn)品，功率局限性，使用效果不抱負(fù)；存在水質(zhì)解決問題。由于MEMS功率大，電磁線圈采用水冷，對水質(zhì)規(guī)定很高，而國內(nèi)廠家水解決達(dá)不到原則，導(dǎo)致線圈及接線處絕緣損壞；鋼種不適當(dāng)。MEMS對高碳鋼、不銹鋼、厚板等特殊鋼種和某些低合金鋼經(jīng)強(qiáng)電磁攪拌后，易產(chǎn)生白亮帶和負(fù)偏析。白亮帶是C、P、S、Mn等元素負(fù)偏析，對鋼材質(zhì)量影響，當(dāng)前，尚有不同觀點(diǎn)。在有些連鑄機(jī)上，象安陽二煉鋼連鑄機(jī)，由于采用內(nèi)置式結(jié)晶器電磁攪拌，它使磁能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，這樣，鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)形成坯殼相對較簿。若拉速高于1.3米/分，容易產(chǎn)生菱變，不利于提高產(chǎn)量。近年電磁攪拌技術(shù)技術(shù)改造為了跟上國外發(fā)展步伐，1月，國內(nèi)邯鄲鋼廠在新建兩臺特殊鋼板坯連鑄機(jī)合同書里明確寫明，Danieli須為邯鄲鋼廠新建連鑄機(jī)推出先進(jìn)技術(shù)方案和裝備。例如：采用IN--MO結(jié)晶器和集成在一起液壓振動裝置，結(jié)晶器在設(shè)計(jì)上具備裝備電磁制動和電磁攪拌能力；帶有動態(tài)輕壓下功能OP—TIMUM扇形段等新技術(shù)。按籌劃，該兩臺特殊鋼板坯連鑄機(jī)在合同啟同后20個(gè)月內(nèi)建成并澆鑄出第一塊鑄坯，也就是說，這兩臺采用先進(jìn)直弧機(jī)型、垂直長度超過2.6米、基本弧半徑為9.5米、拉坯速度不不大于2米/分連鑄機(jī)，底實(shí)現(xiàn)了澆鑄。，Danieli將為江蘇淮鋼提供一臺6流特殊鋼大斷面園坯連鑄機(jī)。新建鑄機(jī)采用弧形結(jié)晶器，基本弧半徑為14米，可澆鑄最大直徑為500毫米園坯，籌劃于底投產(chǎn)。為了使?jié)茶T對產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)格規(guī)定鋼種，如軸承鋼，也能滿足內(nèi)部質(zhì)量規(guī)定，Danieli羅特萊克設(shè)計(jì)3相/6極電磁攪拌器可以獲得最佳攪拌效果，雖然是在鑄坯角部也如此。結(jié)晶器采用液壓振動，振動參數(shù)(頻率和行程)和相應(yīng)負(fù)滑脫和正滑脫時(shí)間可分別調(diào)節(jié)，以適應(yīng)結(jié)晶器保護(hù)渣特性，為其創(chuàng)造最佳使用條件，保證獲得良好結(jié)晶器潤滑和鑄坯表面質(zhì)量。較淺振痕深度(最大可減小50%)，再加上更為均勻振痕形狀，使低、中、高碳鋼軋材都能獲得更好表面質(zhì)量。本鋼近年從Danieli引進(jìn)專門生產(chǎn)硅鋼簿板坯連鑄機(jī)，今年已經(jīng)顯現(xiàn)成效。由于Danieli提供先進(jìn)設(shè)備和一起提供工藝軟件包：專門設(shè)計(jì)中間包和浸入式水口；使凝固初始階段坯殼應(yīng)力最低長漏斗形結(jié)晶器；溫度分布顯示，可以進(jìn)行在線跟蹤凝固過程、鋼水流動及結(jié)晶器潤滑狀況等，保證了在開發(fā)新鋼種時(shí)最大靈活性。當(dāng)前，可以連鑄生產(chǎn)硅鋼種有：澆ZJ214(C=0.005%，Si=0.61%)鋼，70毫米厚板坯，拉速3.2米/分；澆50BW600(C=0.005%，Si=1.70%)鋼，70毫米厚板坯，拉速3.7米/分；澆50BW330(C=0.005%，Si=3.12%)鋼，70毫米厚板坯，拉速4.1米/分。值得注意是，合同中規(guī)定最高拉速4.2米/分，是在近來拉硅鋼(Si=3.21%)上得以實(shí)現(xiàn)。此外，在過去幾年中，國內(nèi)某些鋼廠所引進(jìn)連鑄機(jī)(有些連鑄機(jī)通過改進(jìn)或改造)也相繼獲得了實(shí)效，例如：*武鋼二煉鋼2號連鑄機(jī)是從法國羅德瑞克公司(ROTELEC)引進(jìn)，是輥式電磁攪拌器裝置，通過多輪實(shí)驗(yàn)，擬定了二對電磁攪拌器安裝最佳位置、攪拌頻率、電流和攪拌模式，通過一年多生產(chǎn)，該裝置運(yùn)營正常，能滿足中厚板、硅鋼及其他需要電磁攪拌鋼種規(guī)定。內(nèi)部質(zhì)量提高，等軸晶率、中心偏析、負(fù)偏析率和白亮帶級別都能滿足產(chǎn)品規(guī)定。*濟(jì)鋼自以來，對石橫特鋼連鑄機(jī)改造后成效明顯，她們?yōu)榱藬U(kuò)大鋼種、解除鋼坯中心偏析和V型偏析，減少和消除中心疏松和縮孔，增設(shè)了內(nèi)置式結(jié)晶器電磁攪拌和末端電磁攪拌。由于電磁攪拌是借助鑄坯液相穴中感生電磁力作用，強(qiáng)制鋼水運(yùn)動，從而改進(jìn)鋼水在凝固過程中流動、傳動和合金元素均勻分布，改進(jìn)了鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。濟(jì)鋼通過摸索，總結(jié)出如下經(jīng)驗(yàn)：對于結(jié)晶器電磁攪拌，因銅管及坯殼相對較簿，電磁場穿透力小，因此頻率須小些，且攪拌力依照不同鋼種而有所不同；末端電磁攪拌因坯殼較厚，鋼水黏度很大，攪拌力應(yīng)當(dāng)大些，電流就應(yīng)當(dāng)大些。*安陽第二煉鋼廠矩形連鑄機(jī)在采用內(nèi)置式結(jié)晶器電磁攪拌后，連鑄坯低倍組織大為改進(jìn)，質(zhì)量明顯提高。安陽第二煉鋼廠矩形連鑄機(jī)，以生產(chǎn)20號管坯鋼為主。，在未使用MEMS技術(shù)之前，20號管坯鋼一次低倍組織合格率僅為82%。為了提高管坯鋼一次低倍組織合格率，二煉鋼廠通過研究，決定使用結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS)來改進(jìn)鑄坯表面質(zhì)量和內(nèi)部構(gòu)造。安陽第二煉鋼廠矩形連鑄機(jī)，在使用了MEMS技術(shù)后，可以得出如下結(jié)論：.采用內(nèi)置式結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)，可以提高管坯鋼一次低倍組織合格率，從而提高無縫管正品率；.采用內(nèi)置式結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)，對改進(jìn)鑄坯質(zhì)量效果明顯，內(nèi)部柱狀晶區(qū)明顯減小，中心粗大等軸晶區(qū)明顯擴(kuò)大，中心縮孔基本消除;.電磁攪拌是改進(jìn)鑄坯質(zhì)量、擴(kuò)大連鑄品種一種有效手段。結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS)已日臻成熟，幾乎取代了二冷區(qū)電磁攪拌(SEMS)而成為主流，對改進(jìn)鑄坯質(zhì)量起到了重要作用。但在特鋼連鑄上應(yīng)用還不盡人意。要使MEMS在應(yīng)用上有成效，不但MEMS設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)需要優(yōu)化，并且連鑄工藝參數(shù)也需要作相應(yīng)調(diào)節(jié)，即把電磁攪拌和連鑄工藝作為一種系統(tǒng)工程來考慮。從電磁攪拌機(jī)理和冶金機(jī)理結(jié)合上，對MEMS設(shè)計(jì)、攪拌工藝和連鑄工藝作了調(diào)節(jié)和優(yōu)化，并用于特鋼連鑄實(shí)踐，獲得較好效果。.MEMS技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。實(shí)踐證明，必要依照結(jié)晶器特點(diǎn)，謀求MEMS最佳安裝位置和最佳攪拌工藝參數(shù)，才干獲得較好效果；.采用MEMS后，鑄坯表面和皮下質(zhì)量明顯改進(jìn)，表面和皮下氣孔和夾雜物數(shù)量減少，表面凹坑數(shù)量和深度減少，特別是2Cr13鑄坯表面一次檢查合格率提高了12%；.采用MEMS后，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量也有較大提高。鑄坯等軸晶率平均值達(dá)到50%以上，最高達(dá)63%，有效地改進(jìn)了中心縮孔和中心偏析、中心疏松，特別是消除了鑄坯內(nèi)部白亮帶，解決了長期困擾齒輪鋼鑄坯質(zhì)量難題。.對含Ti和高Cr鋼種，由于鋼水黏度大，可澆性差，過熱度又高，鑄坯心部質(zhì)量，特別是中心疏松還存在局限性。依照國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，采用單一MEMS，使鑄坯心部質(zhì)量達(dá)到效果是有難度，采用MEMS和FEMS組合攪拌技術(shù)較為合理。攀鋼提釩煉鋼廠為裁減落后模鑄生產(chǎn)系統(tǒng)，新建一臺6流全弧形R6米大方坯連鑄機(jī)。該連鑄機(jī)投產(chǎn)徹底變化了攀鋼型線品種質(zhì)量，提高了攀鋼產(chǎn)品在市場中競爭力。通過與多家外商交流和技術(shù)比較，攀鋼最后選取ABB公司MEMS(旋轉(zhuǎn)交流式結(jié)晶器電磁攪拌)。大量實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證明，在高碳鋼上采用強(qiáng)電磁攪拌，有助于改進(jìn)連鑄坯質(zhì)量。攀鋼增建大方坯連鑄機(jī)選用電磁攪拌技術(shù)來提高和改進(jìn)攀鋼拳頭產(chǎn)品重軌鋼質(zhì)量非常有效。它可明顯減輕鑄坯中心疏松，減少中心偏析，增大中心區(qū)等軸晶率、改進(jìn)鑄坯凝固組織和低倍質(zhì)量，但對鑄坯表面質(zhì)量沒有明顯影響。大冶特鋼廠投產(chǎn)R16米弧形合金鋼連鑄機(jī)，生產(chǎn)斷面為350毫米x470毫米。近年來做了大量工藝性實(shí)驗(yàn)和研究，特別是連鑄特鋼過程中應(yīng)用結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS)，其目是使鋼液產(chǎn)生強(qiáng)制流動，使鑄坯高溫區(qū)與低溫區(qū)充分混合，加快過熱度導(dǎo)出，并折斷樹技晶，增長結(jié)晶核心及等軸晶數(shù)量，有效地控制樹技晶”搭橋”現(xiàn)象，使鑄坯中心碳偏析、中心疏松、縮孔得到改進(jìn)。大冶特鋼以為：.對低倍組織影響。在溫度、拉速、配水等工藝參數(shù)一致狀況下，使用MEMS鑄坯低倍縮孔缺陷有明顯改進(jìn)，中心偏析也有所改進(jìn)。從鑄坯橫斷面酸洗實(shí)物看，無MEMS(不使用結(jié)晶器電磁攪拌)鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)，中心等軸晶面積小，且等軸晶粒粗大；使用MEMS鑄坯無明顯柱狀晶，中心等軸晶細(xì)??；.對偏析影響。使用MEMS鑄坯，從邊沿到中心，碳含量波動較小，碳偏析系數(shù)波動范疇在0.95~1.06；未使用MEMS鑄坯，軸心碳偏析更嚴(yán)重某些，波動范疇在0.914~1.081。大冶特鋼以為，采用結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS)，明顯提高了軸承鋼連鑄坯冶金質(zhì)量。2Cr13、3Cr13和4Cr13是馬氏體不銹鋼中用量較大幾種牌號，不少廠家已將這種不銹鋼成功地應(yīng)用于連鑄生產(chǎn)中，但在連鑄過程中易浮現(xiàn)鑄坯表面凹坑、縮孔和中心疏松、等軸晶率低等問題。連鑄結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS)用于連鑄凝固初期，可明顯改進(jìn)鑄坯凝固組織、提高鑄坯質(zhì)量而受到國內(nèi)外冶金行業(yè)高度注重。特別是在特鋼品種上成為應(yīng)用最為廣泛連鑄電磁攪拌技術(shù)。但在老式觀點(diǎn)，以為由于該類鋼種黏度較大，結(jié)晶器電磁攪拌對其效果不明顯。為了提高馬氏體不銹鋼連鑄坯質(zhì)量，減小中心疏松、縮孔和表面凹坑，攀長鋼公司于采用了結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS)，代替了二冷區(qū)電磁攪拌(SEMS)，以求擴(kuò)大連鑄品種，提高鑄坯質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)成果表白：.結(jié)晶器電磁攪拌強(qiáng)度能減少凝固前沿溫度梯度，鋼液旋轉(zhuǎn)運(yùn)動沖刷凝固前沿樹技晶，增大形核驅(qū)動力，增長了不銹鋼等軸晶形成，中心等軸晶率平均值達(dá)到50%，最高達(dá)到57%。有效地改進(jìn)了鑄坯疏松限度；.結(jié)晶器電