連鑄電磁攪拌工藝的優(yōu)化與硬線鋼鑄坯質(zhì)量的研究.pdf

1、硬線鋼的品種多樣、用途廣泛，主要用于加工低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等。其中，SWRH82B主要用來(lái)生產(chǎn)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線。生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，SWRH82B盤條在拉拔過(guò)程中經(jīng)常因塑性不足而發(fā)生斷裂，分析其發(fā)生原因是鑄坯缺陷較嚴(yán)重。電磁攪拌能推動(dòng)鋼水做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯凝固結(jié)構(gòu)、成分偏析、夾雜物含量等的有效控制，從而提高連鑄坯質(zhì)量。
　　本文以國(guó)內(nèi)某冶金企業(yè)Φ250mm圓坯硬線鋼連鑄機(jī)為研究平臺(tái)，結(jié)合電磁攪拌器磁場(chǎng)分布測(cè)試、連鑄

2、坯凝固坯殼厚度測(cè)定、連鑄坯低倍檢驗(yàn)、枝晶顯示、凝固組織形態(tài)、夾雜物分布等鑄坯質(zhì)量分析，研究結(jié)晶器電磁攪拌方式、攪拌強(qiáng)度、末端電磁攪拌器的安裝位置及拉速等對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響規(guī)律，并分析了連鑄坯凝固機(jī)理、白亮帶產(chǎn)生機(jī)理等，得到的結(jié)論如下:
　　(1)磁場(chǎng)分布測(cè)試表明:結(jié)晶器中心軸方向最大磁感應(yīng)強(qiáng)度位于距結(jié)晶器上端780mm處;當(dāng)電流強(qiáng)度480A時(shí)，最大磁感應(yīng)強(qiáng)度約為550Gs。末端電磁攪拌器最大磁感應(yīng)強(qiáng)度位于攪拌器中心偏下380mm處;

3、磁感應(yīng)強(qiáng)度隨頻率的增加而減小。
　　(2)凝固坯殼厚度測(cè)定表明:拉坯速度對(duì)凝固坯殼生長(zhǎng)曲線有較大影響;末端電磁攪拌器安裝位置距結(jié)晶器上部11.1m，拉速為1.0m/min時(shí)，通過(guò)末端電磁攪拌器的鑄坯液芯直徑為16mm左右。
　　(3)電磁攪拌工藝參數(shù)優(yōu)化工業(yè)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用交替攪拌時(shí)，連鑄坯易產(chǎn)生皮下裂紋，等軸晶率相對(duì)較低，僅為40％左右;當(dāng)采用合理的連續(xù)攪拌參數(shù)，鑄坯等軸晶率提高到50％以上，鑄坯中心質(zhì)量得到進(jìn)一步改善

4、，而且由于連續(xù)攪拌方式更有利于結(jié)晶器內(nèi)鋼液過(guò)熱度的耗散和熔體溫度的均勻化，減小初始凝固坯殼的溫度梯度，使連鑄坯皮下裂紋消失。
　　(4)當(dāng)采用交替攪拌方式時(shí)，可顯著減輕連鑄坯的負(fù)偏析。但是，有時(shí)仍然產(chǎn)生四層環(huán)狀分布的白亮帶。通過(guò)理論分析認(rèn)為，這是由于在結(jié)晶器電磁攪拌的有效作用區(qū)內(nèi)，一定拉速下的鑄坯，經(jīng)歷了4個(gè)交替攪拌周期，使鑄坯的凝固速度(K)和有效擴(kuò)散系數(shù)(Deff)發(fā)生周期性變化所造成的。
　　(5)鑄坯中夾雜物主要是氧

5、化物(Al2O3、 CrO等)以及硫化物(MnS和CaS)，鑄坯內(nèi)夾雜物尺寸主要是以5μm以下的為主，少量10～20μm的夾雜物主要集中在皮下5～10mm范圍內(nèi)，連續(xù)攪拌比交替攪拌更能促進(jìn)夾雜物的上浮，而提高拉速將會(huì)導(dǎo)致鑄坯中夾雜物含量的增加。
　　(6)連續(xù)攪拌時(shí)，鋼液的流速增加，層流邊界層值(δ)變大，溫度梯度(GL)增大，使兩側(cè)的溫度分布和層流層分布呈不對(duì)稱狀態(tài)，這種不對(duì)稱的溫度分布是造成迎流側(cè)、背流側(cè)的過(guò)冷度不同，從而引起