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通道式电磁感应加热中间包技术可以补偿中间包第一次开浇、中途换包以及浇铸期间所产生的温降,为实现低过热度恒温连铸提供重要的技术支持;同时它还可以对钢液内较细小非金属夹杂物有较好的去除效果,使铸坯的质量更加优质。因此,通道式电磁感应加热中间包技术受到冶金行业的广泛关注。
本文以国内某钢厂双通道式电磁感应加热中间包为原型,建立0.5∶1的物理实验模型,并分别设计建立熔体流动平台和夹杂物凝固实验平台。以铅锡合金作为模拟介质,三氧化二铝作为夹杂物颗粒,研究电磁感应加热作用下金属液及其内含夹杂物所受的电磁场特性、温度变化情况和夹杂物的去除效果,进而确定其工艺规律。本论文获得以下实验结果:
(1)在正常冷却且无感应加热的情况下,合金液在本实验装置的自然冷却速度约为0.5℃/s。在开启电磁感应加热情况下,中间包内的温度相较于无感应加热的情况明显升高。当加热功率为6.6kW时,温度升高范围在10~20℃之间。
(2)电磁感应加热对金属液的加热作用主要集中在管道内,不同电磁感应加热功率下,中间包内的温升速度不同。当加热功率为3.6kW和6.6kW时,温升速度分别为1.36℃/s和4.6℃/s。
(3)采用环状不锈钢管作为通道内钢液的替代介质,测量电磁感应加热情况下的磁场分布。其磁场是沿着不锈钢管的表面呈环状分布,且在不锈钢管轴向的磁场强度基本一致;磁场强度随电压的增加而增加,并在电压为275V左右时增长趋势,趋于平衡。
(4)施加感应加热使通道中心区域的夹杂物数量变少,边缘区域的夹杂物数量增多。说明施加电磁感应加热促使中心区域的夹杂物向两侧边缘区域迁移,产生有利于夹杂物去除的作用效果。
(5)在本实验条件下,施加电磁感应加热有助于25~45μm粒径的夹杂物去除,而对于5~20μm粒径的夹杂物去除效果不明显。有利于去除夹杂物的合适工艺参数为加热功率9.0kW、作用时间为20s。
本文以国内某钢厂双通道式电磁感应加热中间包为原型,建立0.5∶1的物理实验模型,并分别设计建立熔体流动平台和夹杂物凝固实验平台。以铅锡合金作为模拟介质,三氧化二铝作为夹杂物颗粒,研究电磁感应加热作用下金属液及其内含夹杂物所受的电磁场特性、温度变化情况和夹杂物的去除效果,进而确定其工艺规律。本论文获得以下实验结果:
(1)在正常冷却且无感应加热的情况下,合金液在本实验装置的自然冷却速度约为0.5℃/s。在开启电磁感应加热情况下,中间包内的温度相较于无感应加热的情况明显升高。当加热功率为6.6kW时,温度升高范围在10~20℃之间。
(2)电磁感应加热对金属液的加热作用主要集中在管道内,不同电磁感应加热功率下,中间包内的温升速度不同。当加热功率为3.6kW和6.6kW时,温升速度分别为1.36℃/s和4.6℃/s。
(3)采用环状不锈钢管作为通道内钢液的替代介质,测量电磁感应加热情况下的磁场分布。其磁场是沿着不锈钢管的表面呈环状分布,且在不锈钢管轴向的磁场强度基本一致;磁场强度随电压的增加而增加,并在电压为275V左右时增长趋势,趋于平衡。
(4)施加感应加热使通道中心区域的夹杂物数量变少,边缘区域的夹杂物数量增多。说明施加电磁感应加热促使中心区域的夹杂物向两侧边缘区域迁移,产生有利于夹杂物去除的作用效果。
(5)在本实验条件下,施加电磁感应加热有助于25~45μm粒径的夹杂物去除,而对于5~20μm粒径的夹杂物去除效果不明显。有利于去除夹杂物的合适工艺参数为加热功率9.0kW、作用时间为20s。