论文部分内容阅读
在合金钢连铸工艺过程中,中心偏析与中心缩松是影响连铸坯质量的主要缺陷,同时也会影响到轧材的质量。特别对于中高碳合金钢,减轻或消除中心偏析与中心缩松是连铸工艺必须解决的难题。末端电磁搅拌(FinalElectromagneticStirring,FEMS)技术是改善合金钢连铸坯中心偏析与中心缩松的一种行之有效的工艺方法。而且,由于电磁搅拌不接触钢液,避免了对钢液的污染,兼有体积小,易于安装,低能耗等优点,已经在世界范围内得到了广泛的应用。
本课题针对南京钢铁集团电炉厂末端电磁搅拌项目,主要研究内容包括确定末端电磁搅拌器的安装位置,掌握末端电磁搅拌器内磁场分布的特点,并通过低倍、硫印和成分分析等检测方法,检验末端电磁搅拌对改善合金钢连铸坯中心偏析与中心缩松的效果,进而确定生产用末端电磁搅拌电磁参数与工艺参数。
末端电磁搅拌器在连铸机上的安装位置会直接影响到搅拌效果。从理论上讲,一个钢种,一定的坯型与拉速条件下,末端电磁搅拌器只有一个最佳安装位置。安装位置比最佳位置靠后,液芯宽度太小,钢液黏度大,搅拌器已经起不到搅拌作用。安装位置比最佳位置靠前,液芯宽度比较大,虽然可实现充分的搅拌,但搅拌之后的钢液还有可能“搭桥”形成中心偏析与缩松,这就使得寻找这个最佳位置变的至关重要。作者首先对连铸过程中铸坯的温度场进行了模拟,然后通过现场射钉实验取样,用硫印法测量实际坯壳厚度,利用实际测量结果修正温度场数学模型中的参数,最后依据数学模型的计算结果,确定末端电磁搅拌器的最佳安装位置。
末端电磁搅拌器内磁感应强度分布的测试。在对末端电磁搅拌器的结构做了深入了解的基础上,根据特斯拉计的工作原理与测试探头的特点设计出固定支架,解决了在测量过程中确定测量点的困难。在不同电流强度和不同频率下分别测量了搅拌器内的磁感应强度分布,由测量的数据分析归纳出末端搅拌器内磁感应强度的分布规律和电磁参数与磁感应强度分布的关系。测量结果表明,末端电磁搅拌器内磁感应强度的分布与理论计算的结果吻合较好,这为连铸末端电磁搅拌器结构改进与电磁搅拌参数确定提供了依据。
末端电磁搅拌参数的确定。在一定的连铸工艺条件下,在不同电磁搅拌参数下对77B、GCr15等主要钢种进行工业试验,通过对试样的纵端面和横断面分别做低倍、硫印与成分分析,进而对不同电磁参数下的搅拌效果进行综合评价与分析,最终确定不同钢种的最佳电磁搅拌参数。
通过尽半年时间的现场生产使用,进一步取样检验表明,未经过末端电磁搅拌的试样中心偏析比较严重,夹杂物分布不均匀。经过末端电磁搅拌的试样中心偏析弥散化,中心缩松的程度有了明显的改善,中心疏松的级别由3~5级下降到1~2级。GCr15钢经过末端电磁搅拌后中心碳含量由1.07%降到了0.99%。77B钢经过末端电磁搅拌后其中心碳含量0.84%降到了罐样碳含量0.78%。
本文的研究及所得初步结论为末端电磁搅拌工业实验与应用以及今后的进一步研究工作提供一些参考。