CN105478695A - 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法 - Google Patents
一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105478695A CN105478695A CN201610010794.9A CN201610010794A CN105478695A CN 105478695 A CN105478695 A CN 105478695A CN 201610010794 A CN201610010794 A CN 201610010794A CN 105478695 A CN105478695 A CN 105478695A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystallizer
- electromagnetic stirrer
- stirrer coil
- coil
- electromagnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法，属于连铸设备及方法技术领域，用于改善整个结晶器区域的电磁搅拌效果。其技术方案是：本发明采用上部电磁搅拌线圈和下部电磁搅拌线圈组合结构和搅拌方法，保证了结晶器弯月面钢液的搅拌效果，延长了钢液的搅拌区域。本发明对表面质量要求高的钢种可以启动上部电磁搅拌线圈，对皮下、偏析要求严格的钢种可以启动下部电磁搅拌线圈，对要求铸坯表面质量又要求内部质量的钢种，则启动两组电磁搅拌线圈同时工作。本发明突破了常规的电磁搅拌装置的结构和搅拌方法，能针对性地改善结晶器不同区域对电磁搅拌的冶金要求，可以满足不同钢种对设备性能的要求，有效地提高铸坯的质量，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合于特殊钢大方坯连铸机结晶器的电磁搅拌装置及方法，属于连铸设备及方法技术领域。
背景技术
在连铸过程中，结晶器壁的钢水首先结晶凝固，由于钢水在结晶器内部流场和传热不均匀，导致铸坯坯壳生长不均匀，容易产生铸坯表面缺陷及皮下卷渣。结晶器电磁搅拌是改善铸坯表面质量、皮下夹渣和内部质量的有效措施。结晶器电磁搅拌产生的感应磁力促进结晶器内钢液芯产生旋转运动，可以均匀结晶器内温度分布，消除过热度的影响；旋转的钢液可促进夹杂物上浮，净化钢液；旋转的钢液使凝固前沿大量不稳定的树枝状晶被转移入钢液内，一部分被重新熔化，一部分形成等轴晶的生长核心，可改善铸坯的凝固组织及溶质分布，扩大了铸坯的等轴晶区、改善铸坯偏析。
目前结晶器电磁搅拌已成为高效连铸、高品质连铸必不可少的一种工艺手段，是改善铸坯表面质量、皮下夹渣和内部质量的有效措施之一。但传统的连铸机结晶器电磁搅拌只是对结晶器中下部及足辊区域进行搅拌，搅拌区域滞后，结晶器弯月面部位基本没有感应磁力，不能有效的解决铸坯初生坯壳的均匀生长问题。部分连铸机为解决初生坯壳的均匀生长问题，采用结晶器上端搅拌，这种形式虽对铸坯初生坯壳的均匀性有较大的改善，但因电磁搅拌线圈短，搅拌线圈长约300-400mm，结晶器铜管长度在700-1000mm，搅拌区域小，结晶器中下部位和足辊区域没有感应磁力，结晶器中下部及足辊区的强冷工艺仍造成铸坯坯壳快速的不均匀生长，导致铸坯的皮下、内部组织不均匀，铸坯的偏析较大。
为更好地提高结晶器电磁搅拌效果，改善铸坯表面和皮下质量，对现有的结晶器电磁搅拌进行改进是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法，这种电磁搅拌装置及方法能够对结晶器不同部位采用不同的电磁搅拌参数进行搅拌，可以做到结晶器和足辊区域的全覆盖，有效地改善铸坯表面质量和内部质量。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置，它由电磁搅拌线圈组成，电磁搅拌线圈环绕在结晶器的外周，其改进之处是，电磁搅拌线圈由上部电磁搅拌线圈和下部电磁搅拌线圈两部分组成，上部电磁搅拌线圈环绕在结晶器的外周上部，下部电磁搅拌线圈环绕在结晶器的外周下部，上部电磁搅拌线圈的下端与下部电磁搅拌线圈的上端相对，上部电磁搅拌线圈和下部电磁搅拌线圈分别进行铁芯绕组，上部电磁搅拌线圈和下部电磁搅拌线圈分别与独立的电控装置相连接。
上述连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置，所述上部电磁搅拌线圈的上端面高于结晶器内部的结晶器弯月面，下部电磁搅拌线圈的下端与结晶器足辊下端相对。
一种使用上述装置的连铸机结晶器的多区域电磁搅拌方法，它采用以下步骤进行：
a．针对钢种表面质量控制难度大，表面质量要求高的钢种，启动上部电磁搅拌线圈进行搅拌作业，以满足结晶器弯月面初生坯壳的均匀性，促进夹杂物上浮，改善铸坯表面质量；
b．针对钢种皮下、内部质量控制难度大，内部质量要求高的钢种，启动下部电磁搅拌线圈进行搅拌作业，以粉粹枝晶、均匀钢水成分和温度、增加等轴晶率，改善铸坯偏析；
c．对一些高端钢种，铸坯表面质量和内部质量控制难度均比较大、质量要求高时，则同时启动上部电磁搅拌线圈和下部电磁搅拌线圈进行搅拌作业，以满足高端钢种的需求。
上述连铸机结晶器的多区域电磁搅拌方法，所述上部电磁搅拌线圈的电流控制范围为0-300A，频率控制范围为0-5Hz；下部电磁搅拌线圈的电流控制范围为0-600A，频率控制为0-10Hz。
本发明的有益效果是：
本发明在原有结晶器电磁搅拌结构的基础上，采用上部电磁搅拌线圈和下部电磁搅拌线圈组合结构和有选择地开启搅拌装置的方法，保证了结晶器弯月面钢液的搅拌效果，延长了钢液的搅拌区域。
本发明的组合式结晶器电磁搅拌结构和电磁搅拌方法可以根据钢种质量要求采用不同的搅拌模式，即对表面质量要求高的钢种可以启动上部电磁搅拌线圈进行电磁搅拌，以满足结晶器弯月面初生坯壳的均匀性，促进夹杂物上浮，改善铸坯表面质量；对皮下、偏析要求严格的钢种可以启动下部电磁搅拌线圈，以粉粹枝晶、均匀钢水成分和温度、增加等轴晶率，改善铸坯偏析；对要求铸坯表面质量又要求内部质量的钢种，则启动两组电磁搅拌线圈同时工作，以满足高端钢种的需求。
本发明设计合理，突破了常规的电磁搅拌装置的结构和搅拌方法，能针对性地改善结晶器不同区域对电磁搅拌的冶金要求，解决了连铸机结晶器电磁搅拌装置和方法不能兼顾不同钢种的难题，可以满足不同钢种对设备性能的要求，为改善铸坯质量提供了新的设备和方法，具有显著的经济效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记如下：结晶器铜管1、结晶器面板2、结晶器足辊3、结晶器弯月面4、上部电磁搅拌线圈5、下部电磁搅拌线圈6。
具体实施方式
本发明的技术原理是，电磁搅拌强度是有关冶金效果的关键参数，结晶器不同区域对搅拌强度要求不同。结晶器弯月面是铸坯初生坯壳开始形成的区域，采用电磁搅拌技术可以使结晶器弯月面钢液产生旋转运动，这种运动可有效的改善结晶器内的传热效率、有利于坯壳凝固的均匀性，钢液的旋转运动清洗凝固前沿以阻止非金属杂质和气泡夹带到首先凝固的表皮以改善表面质量。但弯月面区域对搅拌强度要求严格，过强的搅拌容易引起铸坯表面卷渣，振痕深度增加，结晶器的润滑效果被破坏造成铸坯表面裂纹，坯壳部位易产生负偏析；搅拌强度过弱，起不到应有的冶金效果；因此结晶器弯月面区域的电磁搅拌必须通过特殊的线圈绕组和合理参数控制（搅拌电流需控制在0-300A，频率控制在0-5Hz），达到搅拌强度适中、搅拌力平稳，以满足冶金效果。而结晶器中、下部位已经形成了一定厚度的坯壳，结晶器内的钢液也存在一定的温度梯度，凝固前沿存在大量不稳定的树枝状晶；为均匀钢水成分、均匀钢水温度、粉粹枝晶等则需要较高的搅拌强度来满足冶金效果，一般电流控制在0-600A，频率控制在0-10Hz。
针对结晶器内不同区域对电磁搅拌强度不同要求，本发明采用了组合式结晶器电磁搅拌结构和方法。
图中显示，连铸机结晶器的结构包括结晶器铜管1、结晶器面板2、结晶器足辊3、结晶器弯月面4，对结晶器内钢水进行电磁搅拌的电磁搅拌线圈环绕在结晶器的外周。
图中显示，本发明的电磁搅拌线圈由上部电磁搅拌线圈5和下部电磁搅拌线圈6两部分组成。上部电磁搅拌线圈5环绕在结晶器的外周上部，下部电磁搅拌线圈6环绕在结晶器的外周下部，上部电磁搅拌线圈5的下端与下部电磁搅拌线圈6的上端相对。
图中显示，上部电磁搅拌线圈5和下部电磁搅拌线圈6相互独立，上部电磁搅拌线圈5和下部电磁搅拌线圈6分别进行铁芯绕组，上部电磁搅拌线圈5和下部电磁搅拌线圈6分别与独立的电控装置相连接，分别由不同的电控装置单独进行控制和调整。
图中显示，上部电磁搅拌线圈5的上端面高于结晶器内部的结晶器弯月面4，下部电磁搅拌线圈6的下端与结晶器足辊3下端相对，做到结晶器和足辊区域的全覆盖。与此相对应的结晶器面板2与结晶器的连接处上移到结晶器的上部，高于结晶器内部的结晶器弯月面4。
本发明的连铸机结晶器的多区域电磁搅拌方法可以根据不同钢种和不同质量要求采用不同的结晶器电磁搅拌模式。
a．针对钢种表面质量控制难度大，表面质量要求高的钢种（如Q345D、12CrMoVG、S355J2等），启动上部电磁搅拌线圈5进行搅拌作业，以满足结晶器弯月面4初生坯壳的均匀性，促进夹杂物上浮，改善铸坯表面质量。上部电磁搅拌线圈5的电流控制范围为0-300A，频率控制范围为0-5Hz。
b．针对钢种皮下、内部质量控制难度大，内部质量要求高的钢种（如HL610、KS490、SMnBH-1、C&U1等），启动下部电磁搅拌线圈6进行搅拌作业，以粉粹枝晶、均匀钢水成分和温度、增加等轴晶率，改善铸坯偏析。下部电磁搅拌线圈6的电流控制范围为0-600A，频率控制为0-10Hz。
c．对一些高端钢种（如38MnSiVS6、SUP9A、50MnVS等），铸坯表面质量和内部质量控制难度均比较大、质量要求高时，则启动上部电磁搅拌线圈5和下部电磁搅拌线圈6同时进行搅拌作业，以满足高端钢种的需求。
本发明的连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法的使用，为改善铸坯质量提供了多种可选择的电磁搅拌模式，电磁搅拌覆盖整个结晶器区域，可以满足不同钢种、不同质量对结晶器电磁搅拌设备性能和工艺的要求，尤其是针对特殊钢大方坯多品种，高质量的有效手段。
Claims (4)
1.一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置，它由电磁搅拌线圈组成，电磁搅拌线圈环绕在结晶器的外周，其特征在于：电磁搅拌线圈由上部电磁搅拌线圈（5）和下部电磁搅拌线圈（6）两部分组成，上部电磁搅拌线圈（5）环绕在结晶器的外周上部，下部电磁搅拌线圈（6）环绕在结晶器的外周下部，上部电磁搅拌线圈（5）的下端与下部电磁搅拌线圈（6）的上端相对，上部电磁搅拌线圈（5）和下部电磁搅拌线圈（6）分别进行铁芯绕组，上部电磁搅拌线圈（5）和下部电磁搅拌线圈（6）分别与独立的电控装置相连接。
2.根据权利要求1所述的连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置，其特征在于：所述上部电磁搅拌线圈（5）的上端面高于结晶器内部的结晶器弯月面（4），下部电磁搅拌线圈（6）的下端与结晶器足辊（3）下端相对。
3.一种使用权利要求1或2连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置的连铸机结晶器的多区域电磁搅拌方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：
a．针对钢种表面质量控制难度大，表面质量要求高的钢种，启动上部电磁搅拌线圈（5）进行搅拌作业，以满足结晶器弯月面（4）初生坯壳的均匀性，促进夹杂物上浮，改善铸坯表面质量；
b．针对钢种皮下、内部质量控制难度大，内部质量要求高的钢种，启动下部电磁搅拌线圈（6）进行搅拌作业，以粉粹枝晶、均匀钢水成分和温度、增加等轴晶率，改善铸坯偏析；
c．对一些高端钢种，铸坯表面质量和内部质量控制难度均比较大、质量要求高时，则同时启动上部电磁搅拌线圈（5）和下部电磁搅拌线圈（6）进行搅拌作业，以满足高端钢种的需求。
4.根据权利要求3所述的连铸机结晶器的多区域电磁搅拌方法，其特征在于：所述上部电磁搅拌线圈（5）的电流控制范围为0-300A，频率控制范围为0-5Hz；下部电磁搅拌线圈（6）的电流控制范围为0-600A，频率控制为0-10Hz。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610010794.9A CN105478695A (zh) | 2016-01-09 | 2016-01-09 | 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610010794.9A CN105478695A (zh) | 2016-01-09 | 2016-01-09 | 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105478695A true CN105478695A (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=55666164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610010794.9A Pending CN105478695A (zh) | 2016-01-09 | 2016-01-09 | 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105478695A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110548843A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-10 | 江苏科技大学 | 一种用于连铸机的电磁搅拌装置 |
| CN112658223A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-04-16 | 东北特殊钢集团股份有限公司 | 一种大圆坯连铸跨足辊式结晶器电磁搅拌器及工艺 |
| CN113000800A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-22 | 张家港宏昌钢板有限公司 | 一种采用电磁搅拌改善板坯表面及皮下质量的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1362305A (zh) * | 2001-01-06 | 2002-08-07 | 大连理工大学 | 一种施加双频电磁场改善连铸坯质量的方法 |
| CN101111333A (zh) * | 2004-12-23 | 2008-01-23 | 浦项产业科学研究院 | 利用电磁场连续浇铸镁坯段或镁板的设备及其方法 |
| CN201091907Y (zh) * | 2007-09-21 | 2008-07-30 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 带电磁搅拌器装置的ф600特大型圆坯结晶器组件 |
| JP2011224589A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Nippon Steel Corp | 鋼の連続鋳造装置及び連続鋳造方法 |
| CN205289690U (zh) * | 2016-01-09 | 2016-06-08 | 石家庄钢铁有限责任公司 | 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置 |
-
2016
- 2016-01-09 CN CN201610010794.9A patent/CN105478695A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1362305A (zh) * | 2001-01-06 | 2002-08-07 | 大连理工大学 | 一种施加双频电磁场改善连铸坯质量的方法 |
| CN101111333A (zh) * | 2004-12-23 | 2008-01-23 | 浦项产业科学研究院 | 利用电磁场连续浇铸镁坯段或镁板的设备及其方法 |
| CN201091907Y (zh) * | 2007-09-21 | 2008-07-30 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 带电磁搅拌器装置的ф600特大型圆坯结晶器组件 |
| JP2011224589A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Nippon Steel Corp | 鋼の連続鋳造装置及び連続鋳造方法 |
| CN205289690U (zh) * | 2016-01-09 | 2016-06-08 | 石家庄钢铁有限责任公司 | 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110548843A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-10 | 江苏科技大学 | 一种用于连铸机的电磁搅拌装置 |
| CN112658223A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-04-16 | 东北特殊钢集团股份有限公司 | 一种大圆坯连铸跨足辊式结晶器电磁搅拌器及工艺 |
| CN113000800A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-22 | 张家港宏昌钢板有限公司 | 一种采用电磁搅拌改善板坯表面及皮下质量的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100515606C (zh) | 功率超声与低频电磁协同作用的轻合金水平连续铸造方法及设备 | |
| CN102179505B (zh) | 一种同频脉冲磁场与脉冲电流细化金属凝固组织的方法 | |
| CN105935752B (zh) | 一种控制铸坯中心质量的立式电磁搅拌方法 | |
| CN102380588B (zh) | 中频感应定向凝固铸锭方法及其装置 | |
| CN105026073B (zh) | 铸造设备和使用该铸造设备的铸造方法 | |
| CN105108080B (zh) | 抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器及其使用方法 | |
| CN105364042A (zh) | 一种大断面重轨钢铸坯结晶组织均匀性控制的方法 | |
| CN105478695A (zh) | 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置及方法 | |
| CN108500227A (zh) | 用于板坯连铸生产的结晶器流场电磁控制方法 | |
| CN203679244U (zh) | 一种制备金属半固态浆料的装置 | |
| CN102806322A (zh) | 一种用自耗式搅拌器搅动制备大型均质钢锭的装置与方法 | |
| CN103406520A (zh) | 附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置及方法 | |
| CN112122568A (zh) | 一种连铸大方坯组合搅拌控流方法及控流装置 | |
| CN103658608B (zh) | 一种制备金属半固态浆料的装置及应用 | |
| CN205289690U (zh) | 一种连铸机结晶器的多区域电磁搅拌装置 | |
| KR20090071140A (ko) | 초음파 인가를 이용한 강의 응고조직 제어방법 | |
| CN101596590B (zh) | 一种通过机械搅拌抑制大型钢锭宏观偏析的方法 | |
| CN207857807U (zh) | 一种连铸电磁搅拌器 | |
| CN202490919U (zh) | 一种电磁感应水冷切缝式结晶器作为锭模的装置 | |
| CN105983670B (zh) | 一种复合干预改善铸坯内部质量的方法 | |
| CN103436709A (zh) | 管式电极附加自耗搅拌器制备电渣重熔钢锭的装置及方法 | |
| CN106111927A (zh) | 一种连铸坯凝固组织的细晶化和均质化方法 | |
| CN202804119U (zh) | 炼钢连铸工艺用引锭装置 | |
| CN203390172U (zh) | 磁搅拌循环冷却管式结晶器 | |
| CN108543921B (zh) | 强剪切与电磁场协同制备大规格均质铸锭的装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160413 |