连铸方坯中心偏析的电磁搅拌 (连铸方坯中心疏松产生原因)

依据搅拌位置的不同，电磁搅拌分为结晶器电磁搅拌（MEMS）、二冷电磁搅拌（SEMS）以及凝结末端电磁搅拌（FEMS）。

因为MEMS在改善铸坯的外表质量和外部质量方面都有杰出的实绩，因此近年来倍受一些方坯连铸机的青眼。

通常证明，MEMS关于促成“结晶雨”的构成、参与等轴晶区域、缩小中心微观偏析有着显著的作用。

有人对比了经常使用和不经常使用MEMS的成果，不经常使用MEMS时，凝结组织仅有柱状晶区且V偏析方式是“小钢锭”形式下的单个大型V偏析，V偏析之间的距离通常超越120mm；经常使用MEMS时，柱状晶区长度减小，V偏析的间隙距缩短至20～30mm，等轴晶区比例参与，占10%～50%，同时，V偏析的方式也由单个大型转变为凑近于密布型[1]。

图1反映了MEMS对提初等轴晶率的显著作用[2]。

SEMS的搅拌恰恰在柱状晶微弱成长的区域，对平均液芯成分与温度、破碎或克服柱状晶的成长也有必定的作用，特意是在与MEMS或/和FEMS联结经常使用的状况下[2～4]。

图2对比了在慷慨坯连铸高碳钢的状况下，没有EMS、只要SEMS以及SEMS+FEMS时铸坯中心C偏析水平。

因为SEMS上班条件比拟顽劣，设施保养艰巨，加之经常使用成果也不够稳固，有时甚至还会出现负面成果，因此其投进率遭到了影响。

在新建的方坯连铸机中，SEMS较少驳回。

FEMS的搅拌出当初凝结末真个糊状区，通常对平均剩余液相的成分与温度、克服“搭桥”现象的发生有显著的作用。

FEMS位置的选用十分关键，间接影响到其经常使用成果，普通设置在固相率fs为0.4～0.7区间内。

如果凝结末端位置计算正确、FEMS位置选定适合加上连铸工艺条件稳固，FEMS能够有效地缩小V型偏析和缩孔的发生[3、4]。

如果FEMS与MEMS或/和SEMS联结经常使用，对缩小中心偏析的作用将愈加显著。

有国外EMS厂商介绍，在宝钢方坯连铸机所用钢种的条件下，MEMS+FEMS是比拟理想的性能。

关于EMS的作用目前尚有不同的相熟，在某些状况下EMS成果欠佳，甚至还有一些关于EMS负面作用的文献报道。

可以说，EMS在方坯连铸运行方面的钻研还有很长的路要走，目前单纯依托EMS尚难将中心偏析管理在一个理想的水平上。

连铸中的菱变、鼓肚、内裂、中心蓬松、中心裂纹甚至缩孔是什么意思？

菱变：在方坯横断面上两个对角线长度不相等，即断面上两对角度大于或小于90度称为菱变，俗称脱方。

鼓肚：铸坯外表凝壳遭到钢液静压力的作用而鼓肚成凸面的现象。

内裂：各种应力（包含热应力、机械应力等）作用在软弱的凝结界面上发生的裂纹。

通常以为内裂纹是在凝结前沿出现的，大局部伴有偏析存在。

按内裂纹的部位可分为两边裂纹、挤压裂纹、角部裂纹、中心裂纹、三角区裂纹。

中心蓬松：在连铸坯剖面上可看到不同水平的分散的小空隙，称为蓬松。

蓬松有三种状况，即分散在整个断面上的普通蓬松，在树枝晶内的枝晶蓬松和沿铸坯轴心发生的中心蓬松。

连铸坯凝结环节传热特点是什么

连铸坯凝结传热取决于不同钢种的个性。

但总的特点是：1.三维传热，其中角部传热最快，所以其角部收缩容易构成角部裂纹。

2. 晶相之间变动，晶体构成须要必定的外围和过冷度，这也是凝结的必要条件，当然关于不锈钢板坯还有一些奥氏体向铁素体转换的环节，详细看化学成分的影响。

3. 凝结的外形：板坯内树枝晶和等轴晶是凝结态的组成成分，树枝晶多，说明化学成分偏析，钢中化学成分就不平均，容易构成裂纹和中心偏析和蓬松。

等轴晶多说明结构稳固，钢坯质量好。

当然凝结环节也就是选择等轴晶和树枝晶比例的关键起因。

4. 在结晶器中传热普通为，传导传热和对流，扇形段关键是传导，对流和辐射。

所以结晶器的铜板和扇形段的水量管理是传热管理的关键起因。

传热过快，树枝晶兴旺，外部质量不好，容易偏析和中心偏析，但传热慢，对应拉速慢，受结晶器振动影响，振痕深度深，质量也不好。

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连铸方坯中心偏析的铸坯断面的影响

单纯从选分结晶角度来看，断面小则中心偏析的偏差也小，加上各类EMS和TSR技术的运行，使连铸小方坯中心偏析状况获取了始终的改良，即使是高碳钢种，连铸小方坯中心C偏析也能管理在1.1左右。

因此，如今有越来越多的线材钢种转向用连铸小方坯消费。

虽然如此，国外一些驰名钢厂却仍坚持用大断面方坯连铸机来消费对中心偏析有严厉限度的高碳钢种，实践结果也证明由这种慷慨坯轧成的小方坯外部质量有着显著的下风，其中心C偏析比可管理在1.05以内。

出现这一结果不能便捷地回功于轧制环节中的偏析区域紧缩以及再加热环节中偏析元素的分散均化，理想上，还与慷慨坯连铸工艺特点无关。

首先，慷慨坯连铸环节中工艺参数比拟稳固，无利于借助末端冶金技术缩小中心偏析。

无论是FEMS、TSR还是SR、重压下，其成果都与上班位置能否适当亲密关系。

因为上班位置基本上是固定的，目前尚难以成功真正的灵活管理，因此，在连浇环节中各种工艺参数基本稳固、凝结终点位置的基本不变是至关关键的。

慷慨坯连铸消费中各类“变数”少，工艺参数随便坚持稳固甚至恒定，而小方坯连铸要做到这一点则相对艰巨。

另一方面，对质量的谋求是无止境的，上述钢厂都驳回了多项末端冶金设施以进一步缩小中心偏析，提高铸坯外部质量，典型的组合就是FEMS+SR。

不同的末端冶金技术的最佳上班位置诚然有所不同，却都挤在凝结末真个稀薄状区间内。

连铸慷慨坯时稀薄状区间长，具有了同时安顿FEMS+SR设施的条件；而连铸小方坯时稀薄状区间短，因此存在着设施安顿空间方面的艰巨，比拟经济公平的组合是FEMS+TSR。

慷慨坯连铸还在过热度管理方面有着显著的下风，两边包钢水平均过热度可以稳固地坚持在20℃以下，有的大断面方坯连铸机的平均过热度甚至到达15℃以下。

相比之下，小方坯连铸的钢水过热度偏高且动摇较大。

小方坯连铸消费中，两边包钢水过热度平均能坚持在25～30℃之内就已属不易了，很难成功稳固的低过热度浇注。

过热度对连铸方坯中心偏析有无法漠视的影响。

高的过热度无利于柱状晶的成长和单个大型V偏析的构成，加剧了铸坯中心偏析偏差，因此，低过热度浇注是克服中心偏析的关键措施。

此外，断面大，拉速低，因此夹杂物上浮的时机多。

国外某些大断面的方坯连铸机岂但拉速低，而且还坚持立弯式甚至立式机型，这就为钢液中非金属夹杂物的上浮扫除提供了更多的时机，无利于改善钢的污浊度，缩小夹杂物在中心区域的汇集。

总之，因为一些末端冶金技术的成功运行及其低过热度、低拉速的工艺特点，连铸慷慨坯的中心偏析可以管理在很小的范畴内，由此轧成的小方坯与连铸小方坯相比，至少在外部质量方面是有其优越性的。