方坯連鑄電磁攪拌的實(shí)驗(yàn)室模擬研究.pdf

1、連鑄電磁攪拌技術(shù)對(duì)于改善鑄坯凝固組織、擴(kuò)大等軸晶區(qū)、降低宏觀偏析、減輕中心疏松和縮孔、減少裂紋等凝固缺陷來說，是一項(xiàng)很有效的凝固控制技術(shù)。因此，對(duì)于連鑄過程中通過外加電磁場(chǎng)對(duì)未凝固的鋼液施加電磁攪拌，深入研究電磁攪拌參數(shù)對(duì)改善鑄坯凝固組織的作用規(guī)律，以得到組織細(xì)化、成分均勻化、缺陷減輕甚至消除的鑄坯，對(duì)提高新一代鋼鐵材料的力學(xué)性能和使用性能都有著積極的作用。 本文利用本系最新自行研制的行波磁場(chǎng)攪拌器和控制裝置，采用理論分析與實(shí)驗(yàn)

2、研究相結(jié)合的方法，在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)在行波磁場(chǎng)電磁攪拌作用下鋼液內(nèi)的電磁力特性、各種不同澆鑄工藝參數(shù)以及攪拌參數(shù)對(duì)鑄坯凝固組織的作用規(guī)律，進(jìn)行了深入的研究，以檢驗(yàn)新型攪拌器的攪拌效果。 基于電磁場(chǎng)的基本理論，本研究對(duì)電磁力特性進(jìn)行了分析。在電磁攪拌作用下，電磁力的大小隨鋼液液池寬度的增加呈指數(shù)衰減趨勢(shì)，其衰減速率與電流頻率和攪拌器極距有關(guān)。在行波磁場(chǎng)電磁攪拌器結(jié)構(gòu)尺寸一定且采用工頻電流的情況下，鋼液內(nèi)的最大電磁力近似與攪拌器繞組

3、的電流強(qiáng)度平方的大小成正比。 本研究采用了2臺(tái)相同規(guī)格的行波磁場(chǎng)攪拌器，研究過程中測(cè)定了不同電流強(qiáng)度下：2臺(tái)攪拌器以臥置方式而相對(duì)放置，攪拌器之間相距200mm、300mm、400mm，采用相同磁場(chǎng)方向和不同磁場(chǎng)方向，攪拌區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；用Origin 7.5軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了曲線擬合及回歸分析，并得到回歸方程。 本研究還采用2臺(tái)攪拌器以臥置方式而相對(duì)放置，攪拌器之間相距300mm，采用相同磁場(chǎng)方向，用自行設(shè)計(jì)的內(nèi)

4、斷面為200ram×200ram的不銹鋼水冷錠模，對(duì)82B鋼和準(zhǔn)硅鋼進(jìn)行了大方坯二冷區(qū)電磁攪拌熱態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)研究，模型：實(shí)際連鑄坯=1：1。分別在最大相攪拌電流為300A、400A、500A電磁攪拌作用下對(duì)鑄坯凝固組織、碳偏析和夾雜物的作用效果進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并與未經(jīng)電磁攪拌坯進(jìn)行對(duì)比分析。主要研究結(jié)果為： (1)實(shí)驗(yàn)鋼的中心碳偏析指數(shù)分別從未攪拌的0.9887和1.045降到攪拌后的0.9122和1.040，使碳含量分布更加均