电磁搅拌器装置的应用

作者：岳阳科美达 刘立勤

欢迎访问e展厅 展厅 1 炼钢炉/冶金机械展厅 连铸机, 轧钢机, 熔炼炉, 水冷套, 电炉铁芯, ... （一）电磁搅拌器装置 我公司是专门生产电磁搅拌设备的专业厂家，致力于新产品的开发。在电磁领域多有创新。于2000年初我公司正式成立了电磁搅拌器分公司专门从事电磁搅拌装置的研究、开发、设计、制造及维修，从以前的深入到现在的专业进行了很大的飞跃。 我公司开发研制的电磁搅拌装置在许多的大型钢铁企业中的到使用，极大的改善了钢铁企业的产品质量。 近年来，随着连铸技术的发展，对连铸坯内部质量提出了更高的要求，而铸坯内部质量在很大程度上取决于铸坯内部是否呈现均匀而致密的等轴晶凝固组织。但是在连铸坯实际凝固过程中，由于冷却速度很快，造成铸坯凝固时柱状晶的发展，往往产生“搭桥”现象，导致铸坯内缩孔偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷产生。 大家知道，一个载流的导体处于磁场中就要受到电磁力的作用而发生运动。同样，钢水流过磁场，流动的钢水会产生感生电流，感生电流产生的磁场与设定磁场之间的相互作用，会推动钢液运动，这就是电磁搅拌的原理。采用电磁搅拌装置，有利于改善连铸坯的凝固组织，也是改善以及提高铸坯表面的有效措施。 工作原理 双线圈搅拌器包括二个单独的搅拌装置；一个装置安装在结晶器装置下部位置，并作为主搅拌器，另一装置安装在结晶器弯月面处，并作为主搅拌器的辅助功能。 每个搅拌器装置都有单独的供电电源，并且主次搅拌器都可产生单独的可控磁场（强度与方向），根据连铸要求弯月面处的搅拌强度可以通过增加辅助搅拌装置的电流强度徒刑到，只要磁场旋转方向一致这种搅拌方式在敞开浇注中使用。 对于浸入式水口浇注，辅助电磁搅拌装置的放置方向可以与主电磁搅拌装置产生的电磁场方向相反，在这种方式下辅助电磁搅拌装置作为制动作用，从而减少弯月面处的搅拌作用，根据浸入式或敞开浇注的连铸要求，弯月面处的搅拌强度可控制在下列范围内，将主电磁搅拌装置产生电磁搅拌速率增加到1.4倍或减少到-0，这样的灵活性是其它电磁搅拌装置无法达到的，并改善冶金性能。高效结晶电磁搅拌器 本设备每个线包及相应的磁极封装在同一个不锈钢矩形方盒内，它与外磁圈可以自由地装拆，维修十分方便。该搅拌器由四个标准矩形方盒组成，根据用户铸坯尺寸而设计的磁圈组成。故国外称为模块式搅拌器。它的不同之处仅为盒内之绝缘材料及磁轭结构等。 现在采用了磁极距可调技术、结晶器铜管可产生高频微振及线包与磁极分开技术等，并称之为新“模块或称高效结晶器电磁搅拌器（NM-MEMS），使用权搅拌效果、热交换效率、表面质量、拉坯速度等均有明显的提高。 高效结晶器电磁搅拌器（铸坯尺寸：120-160方坯） 基本结构 电气参数 冷却水要求：P=0.6-0.7MP 由四个含磁极，线包的“模块”及一个外磁圈组成。 电源相数：2相 使用结晶冷却水,Q=200Lmin 模块深度：120mm 频率：3-8Hz 进水温度：小于35摄氏度 模块宽度：195mm 额定功率：15kw 模块高度：460mm 最大工作电压：440V 重量：约380kg 最大工作电流：120A （二）我公司生产的电磁搅拌装置的形式 电磁搅拌装置的形式是多种多样的。根据铸机的类型，铸坯断面和电磁搅拌器安装的位置不同，连铸机常用的有如下几种类型： 1、 按感应形式分：有直流传导式、交流感应式和近年来发展起来的永磁式。 2、 按激发的磁场形态分：有恒定磁场型，即菜场在空间恒定，不随时间变化；有旋转磁场型，即磁场在空间绕轴以一定的速度作旋转运动；行波磁场型，即磁场在空间以一定的速度向一个方向做直线运动；螺旋磁场型，即磁场在空间以一定速度绕轴做螺旋运动。 目前正在开发多功能组合式电磁搅拌器，即一台搅拌器同时具有旋转、行波或螺旋磁场等多种功能。 3、 按使用电源相数分：有两相电源电磁搅拌器，有三相电源电磁搅拌器。 4、 按搅拌器在连铸机安装位置分：有结晶器电磁搅拌装置，有二次冷却电磁搅拌器，有凝固末端电磁搅拌器。 一般公认的就是用第4种分法来说明用什么形式的电磁搅拌装置设备。 （三）电磁搅拌装置的性能，对钢质的影响 1、 结晶器电磁搅拌（简称M-EMS或M搅拌） 钢水在结晶器内，电磁搅拌器安装于结晶器外围。电磁搅拌器的铁芯所激发的磁场通过结晶器的钢质水套，和铜套侵入钢水中，借助于电磁感应产生的电磁力，使钢水产生旋转左右或上下垂直运动。 结晶器的电磁搅拌主要改善钢坯的表面质量和皮下质量。图1-2表示结晶器电磁搅拌器引起的冷隔变化。从图中可以看出，在不考虑拉坯频率的情况下，磁通密度较高的地方（在结晶器内壁表面上磁通密度最大），冷隔趋于变浅。这是因为，结晶器内电磁搅拌使得结晶器冷却均匀。事实证明，凝固界面被通过搅拌形成的钢流冲刷和早期形成的凝固坯壳重新熔化，与新进入的钢水混合后再凝固。在进行搅拌的地方，冷隔的深度就变得很浅。因此M搅拌器可以增强结晶器内钢液均匀凝壳的生成，从而导致表面纵裂的消除。 实践证明电源频率取6HZ比较合适。频率没有取下限1HZ的原因是因为频率小于1HZ时搅拌不充分；如果频率超过15HZ，在钢水中衰减严重，结果只能进行表面搅拌，因此不能完全发挥仰制冷隔的作用。 一般有以下几种搅拌方法： 一、单台旋转磁场 电磁搅拌器置于结晶器外围，通以两相低频电流，激发一旋转磁场，使结晶器 内钢液产生旋转运动。绕组采用直接水冷，结构简单，冷却效果好。与结晶器 水套组装成一体，结构紧凑，便于安装。能与铸坯断面较好匹配。磁场能量集中， 所需搅拌功率小。 二、双台组合旋转磁场 两台电磁搅拌器相对置于结晶器两侧，通以三相低频电流，分别激发一行波磁场， 其方向相反，组合成一旋转磁场，使结晶器内钢液产生旋转运动。绕组采用油—— 水二次冷却，绝缘性能优良，可靠性高，使用寿命长。能很方便地安装于不同型号 的铸机上。直接使用结晶器冷却水，不需另配复杂的外水处理系统。不需移动 搅拌器即能很方便地更换结晶器。能根据不同铸坯尺寸，方便地调整搅拌间距， 很适合多截面铸坯的搅拌。即使发生漏钢，也很难损坏。达国内同类产品先进水平。 2、 二冷区的电磁搅拌（简称S-EMS或S搅拌） 人们研究水平连铸的电磁搅拌，其目的是为了改善铸坯的表面和内部质量。虽然单依赖M搅拌来改善铸坯表面质量是不太够的。因此人们考虑采用组合搅拌的方式，即在二冷区加装电磁搅拌装置，即S搅拌装置。 大家知道，钢水进入结晶器后，在结晶器处受冷很快形成一层致密的等轴晶坯壳。随着拉坯的进行，单级搅拌器会使铸坯内部形成的等轴晶聚集于铸坯下部，而上半部则有大量的柱状晶形成，并往往会产生“搭桥”现象。导致铸坯内部缩孔，偏析和疏松，给铸坯质量造成严重的问题。 为解决这些缩孔，有必要在二冷区再加装一组电磁搅拌装置。此组搅拌的主要作用是使从外向内生长的柱状晶顶端被未凝固的钢流打碎从而生成大量的等轴晶核，扩大铸坯中心的等轴晶区，消除中心偏析。 一般有以下几种方法： 一、单台行波磁场 1、电磁搅拌器置于弧形连铸铸坯内弧侧，通以三相工频电流，激发一 行波磁场，使铸坯内钢液产生沿铸坯轴线方向的直线运动。绕组采用油—— 水二次冷却，绝缘性能优良，可靠性高，使用寿命长。 能适用于不同铸坯的断面。安装维护方便。 2、电磁搅拌器置于水平连铸铸坯一侧，通以三相工频电流，激发一 行波磁场，使铸坯内钢液产生沿铸坯轴线方向的直线运动。绕组采用油—— 水二次冷却，冷却水直接使用结晶水，不需另配复杂的外水处理系统，经济简便。 绕组绝缘全部采用H级以上绝缘材料，性能优良，可靠性高，使用寿命长。 能适用于不同铸坯的断面。安装维护方便。 二、单台旋转磁场 电磁搅拌器置于铸坯外围，通以三相或两相工频电流，激发一旋转磁场， 使铸坯内钢液产生旋转运动。绕组采用直接水冷，冷却效果好。 结构紧凑，磁场集中。适用于结晶器下，二冷区和凝固末端。 三、单台螺旋磁场 电磁搅拌器置于铸坯外围，通以三相工频电流，激发一螺旋磁场， 使铸坯内钢液产生螺旋运动。绕组采用直接水冷，冷却效果好。 螺旋搅拌有较长的搅拌影响区，有利于获得更好的冶炼效果。 3、 凝固末端电磁搅拌（简称F-EMS或F搅拌） 铸坯经过二冷的电磁搅拌后，等轴晶核在重力作用下沉定到铸坯的下半部。如果连铸坯在这种情况下被拉出，虽然下部的柱状晶受到下沉的轴晶的阻碍，不能进一步的长大，可上部的柱状晶由于生长顶端未受到等轴晶的阻碍而向芯部生长，依然影响着铸坯的内部质量。 铸坯的液相穴末端区域已是凝固末期，钢水的过热度消失，处在糊状区，由于偏析的作用，糊状区液体富集溶质浓度较高，易形成严重的中心偏析。因此在液相穴长度3/4处安装F电磁几哦呆板器，使液相穴末端区上部生长的柱状晶顶端被打碎，使下沉的晶核再度分散，并覆盖在柱状晶顶端的等轴晶的阻碍，从而降低铸坯的中心偏析，减少铸坯的中心疏松和缩孔。因此认为F搅拌器对弥散中心线周围的等轴晶区富集溶质的溶体是有效。 一般有以下几种方法： 双台组合旋转磁场 两台电磁搅拌器相对置于铸坯两侧，通以三相低频电流，分别激发一行波磁场， 其方向相反，组合成一旋转磁场，使铸坯内钢液产生旋转运动。绕组采用油—— 水二次冷却，冷却水直接使用结晶器冷却水，不需另配复杂的外水处理系统， 经济简便。绕组浸于优质硅油中，绝缘全部使用H级以上绝缘材料， 性能优良，可靠性高，使用寿命长。结构合理，紧凑，能很安全地安装于不同型号 的铸机上。能根据不同坯断面尺寸，方便地调整搅拌间距， 能适合多种截面铸坯的搅拌。即使发生漏钢，也很难损坏。 （四）、电磁搅拌器搅拌的效果及应用 （五）、电磁搅拌器的电源： DJK1电控装置 适用于三相、50赫兹、380伏电源。 控制功能单一、结构简单。 可与感应式调压器功课孔硅调压配套使用。 本系列电控装置能提供多种不同功率，视电 磁搅拌器容量大小分别与结晶器下、 二冷区、凝固末端电磁搅拌器配套使用。 AFP-6-电交变电源 电源输入：三相、50赫兹、380伏电源。 电源输出：二相正弦交流 频率3-20赫兹可调 电压20-50伏可调 电流15-60安培 容量6千伏安 控制方式：余弦交点法 输出波形好，效率高。 适用于低感负载。 SVL-A4150TX交-交变频电源 电源输入：三相、50赫兹、380伏。 电源输出：三相低频正弦交流 频率4-8赫兹可调 电压22-380伏可调 电流200安培 容量131千伏安 控制方式：SPWM方式，逆变器采用GTP。 较强的逻辑控制功能，能实行过流、过压、过热、搅拌器缺水、油温过高、 水温过高等自动保护，抗干扰能力强。 达国外同类产品先进水平。 本电源与结晶器电磁搅拌DJMT-2020配套使用。 JGK1电控装置 适用于三相、50赫兹、380伏电源。 具有五种搅拌方式：正、反向连续；正、反向间歇；正、反向交替。 可设定搅拌和间歇时间。 可转换三档搅拌强度。 与多级电源变压器配套使用。 本系列电控装置能提供多种不同功率，使电磁搅拌器容量大小分别与结晶器下、 二冷区、凝固末端电磁搅拌器配套使用。 （六）、产品特点： 1、 磁顶距短，能耗低； 2、 模块化设计，维护、保养简便、快捷； 3、 可选结晶器水管直接冷却，或油、水冷却。 4、 特殊材料绕组，确保有教长的使用寿命； 5、 优质变频控制系统，可靠性高。 有不足之处请联系;13873009898(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (9/30/2005)