CN111266543B - 一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，包括具体步骤如下：（1）安装电磁搅拌器，使其工作面朝向二冷区；（2）对电磁搅拌器的各绕组施以同一频率、同一强度和同一相序的电流，激发一个强的行波磁场，持续一段时间；（3）降低电流数值，对电磁搅拌器的各绕组施以同一频率、同一强度和同一相序的电流，激发一个与强的行波磁场行进方向相同的弱行波磁场，持续一段时间；（4）重复步骤（2）~（3）直到连铸结束。本发明的优点是采用强弱交替式搅拌，操作方法简单，明显降低了铸坯中碳偏析程度，减少了白亮带现象的出现。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法。
背景技术
一般，工艺中用到装置为二冷区电磁搅拌器，包括铁芯、绕组、磁屏蔽环；其中线圈绕在铁芯上，称之为绕组；交变电流通过绕组产生磁场，绕组外有磁屏蔽环，磁屏蔽环外表面为非工作面，未被磁屏蔽环遮挡住的面为工作面。典型的电磁搅拌工艺为连续运行方式。具体如下：在相同频率和相同的电磁强度下，在线圈中施以不同初相位的交变电流，激发出一个行波磁场。因为钢水运动方向即是磁场运动方向，所以钢水也相应地按一定方向和速度连续地运动，这种方式通常适用于方坯和板坯连铸结晶器电磁搅拌、二冷区和凝固末端电磁搅拌，但易产生白亮带。
随着社会对高品质钢的要求越来越高，单一的电磁搅拌工艺已经不能满足钢铁生产连铸需要。目前，板坯二冷区电磁搅拌还存在以下几种形式：一是变强度运行方式，二是变频率运行方式。
变强度运行方式要求对搅拌器各相绕组施以同一频率、不同强度电流，这种搅拌有利于提高冶金效果，利于促进晶核的生成和晶粒的细化。其缺点是只适用于板坯二冷区两相电磁搅拌。
变频率运行方式则要求对搅拌器各相绕组施以不同频率，同一强度电流，由于各相电流的频率不同，使其激发的磁场强度和方向同步变化，导致磁场力的量值和方向连续地做周期性的变化，从而使钢水连续地改变流动方向和流速。这种方式的缺点是对装置要求极高，过程极为繁琐。
发明内容
本发明目的就是为了解决现有电磁搅拌方式存在的上述问题，提供了一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，操作方法简单，可以明显降低铸坯中碳偏析程度，使得白亮带减轻甚至消失。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，所使用的装置包括电磁搅拌器，具体包括以下操作步骤：
（1）安装电磁搅拌器，使其工作面朝向二冷区；
（2）对电磁搅拌器的各绕组施以同一频率、同一强度和同一相序的电流，激发一个强的行波磁场，持续一段时间；
（3）降低电流数值，对电磁搅拌器的各绕组施以同一频率、同一强度和同一相序的电流，激发一个与强的行波磁场行进方向相同的弱行波磁场，持续一段时间；
（4）重复步骤（2）~（3）直到连铸结束。
进一步地，上述步骤（2）中所述电流为交变电流，交变电流的最小值为10A，最大值为1000A。
进一步地，上述步骤（3）中所述电流为交变电流，交变电流的最小值为1A，最大值为999A。
进一步地，上述步骤（2）和（3）中，所述电流的频率的最小值为1 Hz，最大值为100Hz。
进一步地，上述步骤（2）和（3）中，所述电磁搅拌器中相邻绕组电流相位差为90°。
进一步地，所述电磁搅拌器的相对绕组电流方向相反，同一侧两端绕组的大小方向均相同。
进一步地，所述二冷区电磁搅拌强电流持续时间最小值为1s，最大值为1000s。
进一步地，所述二冷区电磁搅拌弱电流持续时间最小值为1s，最大值为1000s。
进一步地，所述二冷区电磁搅拌强电流持续时间和弱电流持续时间不一致。
本发明的技术方案中，通过通入交变电流，使得磁场不断变化，从而在钢液中产生感应电流，感应电流与磁场相互作用，产生电磁力，电磁力推动钢液运动，从而达到搅拌钢液的目的，期间使用不同强度的电流，进行强弱交替式搅拌，在设定的时间内进行强烈搅拌—搅拌—强烈搅拌的过程，使得钢水产生快速运动—慢速运动—快速运动，操作方法简单，明显降低了铸坯高碳偏析程度，减少了白亮带现象的出现。
附图说明
图1为本发明所用电磁搅拌器的立体结构分解图；
图2为电磁搅拌器作用下的流场方向示意图；
图3为本发明的电磁搅拌方法所使用的通电方式图；
图4为本发明的电磁搅拌器不同绕组之间的交流电流密度排布图。
具体实施方式
实施例1
为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，所使用的装置包括电磁搅拌器1，电磁搅拌器1包括铁芯2和缠绕于其外的线圈3，线圈3外设有磁屏蔽环4，具体包括以下操作步骤：
（1）安装电磁搅拌器1：首先将线圈3绕在铁芯2上，缠绕出五个绕组，其中两端的绕组长度相等，中间三个绕组的长度相等，且两端绕组的长度之和等于每个中间的绕组长度，接着在线圈3外围安装磁屏蔽环4，使其开口方向对准二冷区；
（2）对电磁搅拌器1的各绕组施以如图3所示的同一频率、同一强度和同一相序的交变电流，其中图4所示的
和
分别是两相交流电流密度值，其相位差为90°，激发一个强的行波磁场，持续一段时间；
（3）降低电流数值，对电磁搅拌器1的各绕组施以同一频率、同一强度和同一相序的电流，其中图4所示的
和
分别是两相交流电流密度值，其相位差为90°，激发一个与强的行波磁场行进方向相同的弱行波磁场，持续一段时间；
（4）重复步骤（2）~（3）直到连铸结束。
上述步骤（2）中所述电流为交变电流，交变电流的最小值为10A，最大值为1000A。
上述步骤（3）中所述电流为交变电流，交变电流的最小值为1A，最大值为999A。
上述步骤（2）和（3）中，所述电流的频率的最小值为1 Hz，最大值为100Hz。
上述步骤（2）和（3）中，所述电磁搅拌器中相邻绕组电流相位差为90°。
所述电磁搅拌器的相对绕组电流方向相反，同一侧两端绕组的大小方向均相同。
所述二冷区电磁搅拌强电流持续时间最小值为1s，最大值为1000s。
所述二冷区电磁搅拌弱电流持续时间最小值为1s，最大值为1000s。
所述二冷区电磁搅拌强电流持续时间和弱电流持续时间不一致。
本发明的原理是：线圈3绕在铁芯2上产生五个绕组后，每个绕组按图3所示通入交变电流。由图1可知，两个长度相同的绕组分别缠绕在铁芯2的两端，另外三个长度相等的绕组缠绕在铁芯2的中间，其中中间的绕组长度是两端的二倍。由铸坯一侧的线圈通电方式可知，其中两端绕组通电方式一致，而相邻绕组方向相反且相位差为90°。由铸坯另一侧电磁搅拌器可知其情况与刚才所述线圈通电方式相似，只是两侧所对应的绕组电流方向相反。参见图2，由于通入交变电流，磁场不断变化，所以在钢液中会产生感应电流，而感应电流与磁场相互作用，产生电磁力，电磁力推动钢液运动，从而达到搅拌钢液的目的。
本发明使用不同强度的电流，进行强弱交替式搅拌，在设定的时间内进行强烈搅拌—搅拌—强烈搅拌的过程，使得钢水产生快速运动—慢速运动—快速运动，操作方法简单，明显降低了铸坯高碳偏析程度，减少了白亮带现象的出现。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，所使用的装置包括电磁搅拌器，其特征在于，具体包括以下操作步骤：
（1）安装电磁搅拌器，使其工作面朝向二冷区；
（2）对电磁搅拌器的各绕组施以同一频率、同一强度和同一相序的电流，激发一个强的行波磁场，持续一段时间；
（3）降低电流数值，对电磁搅拌器的各绕组施以同一频率、同一强度和同一相序的电流，激发一个与强的行波磁场行进方向相同的弱行波磁场，持续一段时间；
（4）重复步骤（2）~（3）直到连铸结束。
2.根据权利要求1所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
上述步骤（2）中所述电流为交变电流，交变电流的最小值为10A，最大值为1000A。
3.根据权利要求1或2所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
上述步骤（3）中所述电流为交变电流，交变电流的最小值为1A，最大值为999A。
4.根据权利要求1或2所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
上述步骤（2）和（3）中，所述电流的频率的最小值为1 Hz，最大值为100Hz。
5.根据权利要求1或2所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
上述步骤（2）和（3）中，所述电磁搅拌器中相邻绕组电流相位差设为90°。
6.根据权利要求1或2所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
所述电磁搅拌器的相对绕组电流方向相反，同一侧两端绕组的大小方向均相同。
7.根据权利要求1或2所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
所述二冷区电磁搅拌强电流持续时间最小值为1s，最大值为1000s。
8.根据权利要求1或2所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
所述二冷区电磁搅拌弱电流持续时间最小值为1s，最大值为1000s。
9.根据权利要求1或2所述的用于高碳钢二冷区的电磁搅拌方法，其特征在于：
所述二冷区电磁搅拌强电流持续时间和弱电流持续时间不一致。
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111957919B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-03-18 | 涟源钢铁集团有限公司 | 一种9SiCr热轧宽带钢的制备方法 |
| CN113680982A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-11-23 | 北京科技大学 | 一种改善c碳含量高于0.60％的高碳钢碳偏析指数的方法 |
| CN115383064A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-25 | 上海交通大学 | 一种结合行波磁场电磁搅拌的连续换液热型连铸金属提纯的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000063457A2 (de) * | 1999-04-16 | 2000-10-26 | Salzgitter Ag | Verfahren und vorrichtung zum erstellen eines metallbandes |
| CN101032741A (zh) * | 2006-07-07 | 2007-09-12 | 岳阳中科电气有限公司 | 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊 |
| CN201300196Y (zh) * | 2008-11-28 | 2009-09-02 | 湖南岳磁高新科技有限公司 | 一种铜合金板坯电磁搅拌器 |
| CN201596751U (zh) * | 2009-12-25 | 2010-10-06 | 鞍钢股份有限公司 | 一种复合电磁搅拌装置 |
| CN102527973A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 鞍钢股份有限公司 | 一种板坯二次冷却区电磁搅拌参数的制定方法 |
| CN107350442A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-17 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 采用电磁搅拌改善板坯内部质量的方法 |
| CN109079114A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-25 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种采用板坯二冷区电磁搅拌生产耐磨钢的方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000063457A2 (de) * | 1999-04-16 | 2000-10-26 | Salzgitter Ag | Verfahren und vorrichtung zum erstellen eines metallbandes |
| CN101032741A (zh) * | 2006-07-07 | 2007-09-12 | 岳阳中科电气有限公司 | 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊 |
| CN201300196Y (zh) * | 2008-11-28 | 2009-09-02 | 湖南岳磁高新科技有限公司 | 一种铜合金板坯电磁搅拌器 |
| CN201596751U (zh) * | 2009-12-25 | 2010-10-06 | 鞍钢股份有限公司 | 一种复合电磁搅拌装置 |
| CN102527973A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 鞍钢股份有限公司 | 一种板坯二次冷却区电磁搅拌参数的制定方法 |
| CN107350442A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-17 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 采用电磁搅拌改善板坯内部质量的方法 |
| CN109079114A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-25 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种采用板坯二冷区电磁搅拌生产耐磨钢的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 二冷区电磁搅拌在宽厚板铸机的研究与应用;王皓等;《连铸》;20150331;第40卷(第2期);第23-28页 * |
| 板坯二冷区电磁搅拌生产工艺参数优化研究;罗建华;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20080915;第B023-78页 * |
| 板坯二冷区电磁搅拌辊布置方式;张开等;《辽宁科技大学学报》;20081031;第41卷(第5期);第335-340,350页 * |
| 辊式电磁搅拌器在板坯连铸二冷区上的应用;易兵等;《2014年全国炼钢连铸生产技术会议论文集》;20140708;第512-519页 * |
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