第１６卷第５期２００６年５月
中国冶金
Ｃｈｉｎａ
ＶｏＩ．１６，Ｎｏ．５
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ
Ｍａｖ２００６
连铸结晶器电磁制动的使用效果分析
战东平１，
宋景欣１’２，
姜周华１，
龚
伟１，
程乃良２，
郭振和２，邹俊苏２
（１．东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳１１０００４；２．宝钢集团梅山公司炼钢厂，江苏南京２１００３９）
摘要：对梅钢２号连铸机采用的ＦＣ－Ｍｏｌｄ（Ｆｌｏｗ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｍｏｌｄ）全幅２段电磁制动器使用效果进行了研究。结
果表明，随着线圈电流强度的增加，磁场强度增大，结晶器内流动情况随之发生变化。当下部线圈电流为８００～
８５０
Ａ时，结晶器下部磁场强度在０．３５～０．４５Ｔ左右。上部线圈电流从１００Ａ增加到４００Ａ时，结晶器上部磁
场强度随电流强度增加从０．２Ｔ增加到０．３Ｔ以上。采用电磁制动技术后，结晶器液面波动幅度明显降低，结晶器内钢液温度约上升１０℃左右，钢中非金属夹杂物数量较少且尺寸较小，未发现直径大于２０ｌｘｍ的夹杂物。但采用电磁制动后仍发生了卷渣现象，该技术还有待于进一步优化研究。关键词：炼钢；连铸；电磁制动；夹杂物；梅钢
中图分类号：ＴＦ７７７
文献标识码：Ａ文章编号：１００６—９３５６（２００６）０５—００２３—０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢｒａｋｅ
ｉｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣａｓｔｉｎｇ
ＺＨＡＮＤｏｎｇ—ｐｉｎ９１，
Ｍｏｌｄ
ＧＯＮＧ
ＳＯＮＧＪｉｎｇ—ｘｉｎｌ”，ＪＩＡＮＧＺｈｏｕ—ｈｕａｌ，
ＧＵＯＺｈｅｎ－ｈｅ２，
Ｗｅｉｌ，
ＣＨＥＮＧＮａｉ—ｌｉａｎ９２，
（１．Ｓｃｈｏｏｌｏｆ２．Ｂａｏｓｔｅｅｌ
ＺＯＵＪｕｎ—ＳＵ２
ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；
ＭｅｉｓｈａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３９，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｕｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌＭｏｌｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢｒａｋｅ（ＥＭＢＲ）ａｔ２＃ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｃａｓｔｅｒｉｎＭｅｉｓ—
ｈａｎＳｔｅｅｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｆｉｅｄａｎｄｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈｅ
ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｓｉｎｔｅｎｓｉ—
ｍｏｌｄｉｓｃｈａｎｇｅｄ．Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｌｏｗｅｒｍｏｌｄｉｓ０．３４～Ｏ．４５Ｔｗｈｅｎｔｈｅ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｏｆｌｏｗｅｒｃｏｉｌｉｓ
８００～８５０Ａ．Ｗｈｅｎｔｈｅ
ｔｏ
ｏｆ
ｕｐｐｅｒ
ｃｏｉｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｏ４００Ａｆｒｏｍ２００Ａ，ｔｈｅ
ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｕｐｐｅｒｍｏｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｉｏｎｏｆ
ｍｏｒｅｔｈａｎ０．３Ｔ
ｆｒｏｍ０．２Ｔ．ＷｉｔｈｔｈｅｕｓｉｎｇｏｆＥＭＢＲ，ｔｈｅｈｅｉｇｈｔｖａｒｉａ—
ｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄｉＳｄｅｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ。ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｓａｂｏｕｔ１０℃，
ｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌ
ｏｃｃｕｒｓ，ｓｏ
ａｒｅ
ｔｈｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｉｎｂｕｔｓｌａｇ
ｌｅｓｓａｎｄｔｈｅｉｒｄｉａｍｅｔｅｒｓ
ａｒｅ
ｓｍｅｌｌｅｒ，ｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔ
ｄｉａｍｅｔｅｒｉｓｕｎｄｅｒ２０／ｚｍ．
ｅｎｔｒａｐｍｅｎｔｓｔｉｌｌＥＭＢＲｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｕｄｉｅｄｆｕｒｔｈｅｒ．ｃａｓｔｉｎｇ；ＥＭＢＲ；ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；ＭｅｉｓｈａｎＳｔｅｅｌ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
近年来，随着用户对钢材质量的要求越来越高，纯净钢的需求量亦迅速增长，对钢水质量和连铸生产的控制技术都提出了很高的要求。由于电磁制动技术能在高拉速生产过程中显著改善铸坯质量，因而受到极大的重视并得到发展和广泛运用［１￣３］。国外对该项技术研究较早，ＡＢＢ和川崎公司早在２０世纪８０年代初就开始致力于电磁制动器的研制工作。国内梅山炼钢厂为适应高效连铸的需要，从ＡＢＢ公司引进了ＦＣ—Ｍｏｌｄ（Ｆｌｏｗ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
连铸机上的使用效果进行研究，目的是为该技术在国内推广应用提供借鉴。１
ＦＣＭｏｌｄ电磁制动技术
梅山炼钢厂从ＡＢＢ公司引进的ＦＣ—Ｍｏｌｄ全
幅２段电磁制动器装置见图１。该装置有上、下两段磁场，其中上段磁场位于弯月面附近，用于制动向上的反转流和抑制弯月面的波动；下段磁场位于水口下方，用于制动从水口吐出的高速流股，并在其下游获得”活塞”流动，从而改善铸坯表面质量和减少内
Ｍｏｌｄ）全
幅２段电磁制动器。针对此电磁制动器在梅钢２号
作者简介：战东平（１９７６一），男，博士，讲师；
Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｎｄｐ２３＠１６３．ｃｏｍ；修订日期：２００５—１２—２８
万方数据
２４
中国冶金第１６卷
图１
ＦＣ－Ｍｏｌｄ装置示意
Ｆｉｇ．１
ＳｃｈｅｍａｔｉｃｖｉｅｗｏｆＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌＭｏｌｄ
部夹杂。２
电磁制动使用效果研究
２．１
对结晶器内磁场强度的影响
图２为采用不同电流条件下的上下线圈中心位
置对应的铸坯中心位置的磁场强度。从中看出影响磁场分布的一个重要参数是电流强度。随着电流强度的增加则磁场强度增大。结晶器下部磁场强度在
０．３５～ｏ．４５Ｔ左右，结晶器上部磁场随电流强度增
加从０．２Ｔ增加到０．３Ｔ。经流场分析，该磁场强度可满足结晶器内流场控制的要求。
圈２不同电流强度情况下的磁场强度
Ｆｉｇ．２
Ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｉｌ
ｃｕｒｒｅｎｔ
２．２对结晶器内弯月面附近钢液温度的影响
图３为连铸结晶器内弯月面附近钢液温度的实测结果。在相同拉速条件下，采用电磁制动后钢液温度较未采用电磁制动时约上升１０℃左右。其原因是，从水口侧孑Ｌ吐出的向上流股在水平磁场的排斥作用下向上提升，使上环流区的位置提高、范围缩小。而从水口侧孔吐出的流股须经水平磁场作用区才能向下流动，在电磁力的作用下，向下流动的钢液被显著减速，分布更为均匀，下环流几乎不出现，使钢液在磁场作用区上方的滞留时间增加，从而提高了弯月面附近的温度［４］。
万
方数据图３
电磁制动对结晶器内钢液温度的影响
Ｆｉｇ．３
Ｅｆｆｅｃｔｏｆ
ＥＭＢＲ
ｏｎ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄ
２．３对结晶器内钢液面高度波动的影响
图４显示了同一拉速下结晶器内钢液面的波动
情况（由安装在结晶器宽面中部的涡流式液面传感器检测）。采用电磁制动可明显降低结晶器液面的波动幅度。当关闭电磁制动装置后，结晶器液面波动明显加强，液面波动幅度明显变大。
蕴酉丽ＧＡ
拉速１．６ｍ／ｍｉｎ
锕液面波动曲线
下线圈电流０Ａ圈电流２００．
上线圈电流０Ａ
下线圈电流
－８５０Ａ
１５：３６：５５
１５：４０：１５１５：４３：４０
１５：４７：００１５：５０：２０
时间
图４
电磁制动对结晶器内钢液面波动的影响
Ｆｉｇ．４
Ｅｆｆｅｃｔｏｆ
ＥＭＢＲ
ｏｎ
ｈｅｉｇｈｔｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆ
ｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄ
２．４对钢中非金属夹杂物的影响
对梅钢采用电磁制动条件下生产的连铸坯沿中
间和窄面边部取样，用ＬＥＩＣＡＱ６００Ｓ图象仪、ＤＭ—
ＲＭＥ显微镜分析钢中的非金属夹杂物情况，结果见表１。可以看出，采用电磁制动后，钢中夹杂物直径
较小，且数量较少，有的视场中未发现夹杂物，夹杂物最多的视场中有１７个夹杂物，钢中未发现直径大于２０雎ｒｎ的夹杂物。钢中夹杂物主要是二氧化铝，只有少部分ＭｎＳ、ＭｇＯ－Ａ１。０。等复合夹杂物。
在不加电磁制动时，流场在结晶器中形成上下两个大回旋区。向上的回流速度大，提高了弯月面下的流动性，增大了保护渣被卷入钢液的几率。由于连铸结晶器内的夹杂粒子一般都是非金属氧化物，电导性很弱，故主要靠钢液的黏性夹带作用和所受浮力作用而运动。此时，几乎所有夹杂物粒子首
先要进入上下两个回流区运动。这主要是水口附近
第５期
战东平等：连铸结晶器电磁制动的使用效果分析
高速流动的钢液黏性夹带作用所致。其只有随着运动路程增加、动量作用减弱、浮力作用突出，才能逐渐摆脱回流区上浮。而有些浮力作用不足以抵抗黏性夹带作用的粒子随钢流下潜。然而，当施加电磁
制动时，钢液回流区整体上移，结晶器下部回流区基本消除，浮力作用易突出，夹杂物粒子在流场内运动的路程缩短，增加了夹杂物被保护渣层捕获的机会‘５｜。
部位外弧表面外弧１／４中心内弧１／４
——总量个平均直径／ｐｍ
表１铸坯夹杂物分布
Ｔａｂｌｅ１
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆ
ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｃｕｓｔｉｎｇｓｌａｂ
有夹杂物的视场数分布／个
６～１０
１１～１５
１６～２０
／
１～５
１４１３６８
ｍ平均面积／肛２
内弧表面４
日本川崎钢铁公司在采用电磁制动后，即使在
２．５
鉴于结晶器流场情况的复杂性，除了水口的匹配，还涉及到断面尺寸和氩气泡行为，下一步工作将着重研究电磁制动与水口插入深度、吐出口角度、结晶器宽度及拉速之间的匹配关系，进行整体优化。３
ｍ／ｍｉｎ以上高速连铸时，结晶器内的保护渣也
不会卷入钢液中，从而显著减少了因卷入保护渣所造成的缺陷［５］。而目前梅钢的电磁制动技术应用还存在一定差距，采用电磁制动后虽获得了较好的夹杂物水平，但仍在铸坯窄面靠近结晶器的位置发现了含钾的夹杂物。其形貌见图５、成分见表２。其基本原因估计是水口插入过浅、吐出口角度不合适而造成卷渣所致。
结论
（１）采用电磁制动时，结晶器下部磁场强度在
０．３５～０．４５Ｔ左右。随上部线圈电流强度从１００Ａ
增加到４００Ａ，结晶器上部磁场强度从０．２Ｔ增加到
０．３
Ｔ以上。
（２）采用电磁制动后，结晶器内弯月面处钢液
温度较未采用电磁制动时约上升１０℃左右。
（３）采用电磁制动可明显降低结晶器液面的波动幅度。
（４）采用电磁制动后，钢中夹杂物直径较小且数量较少，钢中未发现直径大于２０”ｍ的夹杂物，但在铸坯窄面靠近结晶器的位置发现了含钾的夹杂物。
（５）梅钢全幅２段电磁制动器的使用技术还有
图５铸坯中含钾夹杂物
Ｆｉｇ．５
Ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｏｆｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
待于进一步优化研究。
参考文献：
［１］金百刚，黄军涛，王恩剐，等．方坯电磁制动磁场的模拟研究
［Ｊ］．钢铁研究学报，２００３，１５（５）：９－１３．
Ｅ２］黄军涛，赫冀成．方坯结晶器电磁制动夹杂物运动轨迹的数值
模拟［Ｊ］．东北大学学报（自然科学版），２０００，２１（１）：９７—９９．［３］李宝宽。赫冀成，贾光霖，等．薄板坯连铸结晶器内钢液流场电
磁制动的模拟研究ＥＪ］．金属学报，１９９７，３３（１１）：１２０７—１２１４．［４］干勇，张如斌，陈志凌，等．炼钢一连铸新技术８００问［Ｍ］．北
京：冶金工业出版社，２００３．
［５］韩至成．电磁冶金学［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００１．
ｋａｌｉｕｍｉｎｓｌａｂ
表２夹杂物成分
Ｔａｂｌｅ２
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎ
原子分数／％
元素
ｏ
ＫＫ
质量分数／％
２１．６４７．６４２８．４３４．２６３８．０３１００．００
Ａｌ
ＳｉＫＫＦｅ
ＫＫ
总计
万方数据
连铸结晶器电磁制动的使用效果分析
作者：
战东平， 宋景欣， 姜周华， 龚伟， 程乃良， 郭振和， 邹俊苏， ZHAN Dong-ping，SONG Jing-xin， JIANG Zhou-hua， GONG Wei， CHENG Nai-liang， GUO Zhen-he， ZOU Jun-su
战东平,姜周华,龚伟,ZHAN Dong-ping,JIANG Zhou-hua,GONG Wei(东北大学材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004)， 宋景欣,SONG Jing-xin(东北大学材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004;宝钢集团梅山公司炼钢厂,江苏,南京,210039)， 程乃良,郭振和,邹俊苏,CHENGNai-liang,GUO Zhen-he,ZOU Jun-su(宝钢集团梅山公司炼钢厂,江苏,南京,210039)中国冶金
CHINA METALLURGY2006,16(5)4次
作者单位：
刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
参考文献(5条)
1. 韩至成 电磁冶金学 2001
2. 干勇;张如斌;陈志凌 炼钢-连铸新技术800问 2003
3. 李宝宽;赫冀成;贾光霖 薄板坯连铸结晶器内钢液流场电磁制动的模拟研究 1997(11)
4. 黄军涛;赫冀成 方坯结晶器电磁制动夹杂物运动轨迹的数值模拟[期刊论文]-东北大学学报(自然科学版)2000(01)
5. 金百刚;黄军涛;王恩刚 方坯电磁制动磁场的模拟研究[期刊论文]-钢铁研究学报 2003(05)
引证文献(4条)
1. 幸伟. 倪红卫. 张华. 何环宇. 成日金 钢中夹杂物去除技术的进展[期刊论文]-特殊钢 2009(2)2. 宋秀安 连铸技术的发展与现状[期刊论文]-铸造工程 2008(2)
3. 赵李平. 杨智 高效化板坯连铸生产的实现[期刊论文]-金属材料与冶金工程 2008(3)
4. 陈芝会. 王恩刚. 雷洪. 赫冀成 电磁制动下结晶器内流体流动行为的数值研究[期刊论文]-钢铁 2008(8)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgyj200605006.aspx
第１６卷第５期２００６年５月
中国冶金
Ｃｈｉｎａ
ＶｏＩ．１６，Ｎｏ．５
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ
Ｍａｖ２００６
连铸结晶器电磁制动的使用效果分析
战东平１，
宋景欣１’２，
姜周华１，
龚
伟１，
程乃良２，
郭振和２，邹俊苏２
（１．东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳１１０００４；２．宝钢集团梅山公司炼钢厂，江苏南京２１００３９）
摘要：对梅钢２号连铸机采用的ＦＣ－Ｍｏｌｄ（Ｆｌｏｗ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｍｏｌｄ）全幅２段电磁制动器使用效果进行了研究。结
果表明，随着线圈电流强度的增加，磁场强度增大，结晶器内流动情况随之发生变化。当下部线圈电流为８００～
８５０
Ａ时，结晶器下部磁场强度在０．３５～０．４５Ｔ左右。上部线圈电流从１００Ａ增加到４００Ａ时，结晶器上部磁
场强度随电流强度增加从０．２Ｔ增加到０．３Ｔ以上。采用电磁制动技术后，结晶器液面波动幅度明显降低，结晶器内钢液温度约上升１０℃左右，钢中非金属夹杂物数量较少且尺寸较小，未发现直径大于２０ｌｘｍ的夹杂物。但采用电磁制动后仍发生了卷渣现象，该技术还有待于进一步优化研究。关键词：炼钢；连铸；电磁制动；夹杂物；梅钢
中图分类号：ＴＦ７７７
文献标识码：Ａ文章编号：１００６—９３５６（２００６）０５—００２３—０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢｒａｋｅ
ｉｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣａｓｔｉｎｇ
ＺＨＡＮＤｏｎｇ—ｐｉｎ９１，
Ｍｏｌｄ
ＧＯＮＧ
ＳＯＮＧＪｉｎｇ—ｘｉｎｌ”，ＪＩＡＮＧＺｈｏｕ—ｈｕａｌ，
ＧＵＯＺｈｅｎ－ｈｅ２，
Ｗｅｉｌ，
ＣＨＥＮＧＮａｉ—ｌｉａｎ９２，
（１．Ｓｃｈｏｏｌｏｆ２．Ｂａｏｓｔｅｅｌ
ＺＯＵＪｕｎ—ＳＵ２
ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；
ＭｅｉｓｈａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３９，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｕｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌＭｏｌｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢｒａｋｅ（ＥＭＢＲ）ａｔ２＃ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｃａｓｔｅｒｉｎＭｅｉｓ—
ｈａｎＳｔｅｅｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｆｉｅｄａｎｄｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈｅ
ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｓｉｎｔｅｎｓｉ—
ｍｏｌｄｉｓｃｈａｎｇｅｄ．Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｌｏｗｅｒｍｏｌｄｉｓ０．３４～Ｏ．４５Ｔｗｈｅｎｔｈｅ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｏｆｌｏｗｅｒｃｏｉｌｉｓ
８００～８５０Ａ．Ｗｈｅｎｔｈｅ
ｔｏ
ｏｆ
ｕｐｐｅｒ
ｃｏｉｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｏ４００Ａｆｒｏｍ２００Ａ，ｔｈｅ
ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｕｐｐｅｒｍｏｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｉｏｎｏｆ
ｍｏｒｅｔｈａｎ０．３Ｔ
ｆｒｏｍ０．２Ｔ．ＷｉｔｈｔｈｅｕｓｉｎｇｏｆＥＭＢＲ，ｔｈｅｈｅｉｇｈｔｖａｒｉａ—
ｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄｉＳｄｅｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ。ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｓａｂｏｕｔ１０℃，
ｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌ
ｏｃｃｕｒｓ，ｓｏ
ａｒｅ
ｔｈｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｉｎｂｕｔｓｌａｇ
ｌｅｓｓａｎｄｔｈｅｉｒｄｉａｍｅｔｅｒｓ
ａｒｅ
ｓｍｅｌｌｅｒ，ｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔ
ｄｉａｍｅｔｅｒｉｓｕｎｄｅｒ２０／ｚｍ．
ｅｎｔｒａｐｍｅｎｔｓｔｉｌｌＥＭＢＲｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｕｄｉｅｄｆｕｒｔｈｅｒ．ｃａｓｔｉｎｇ；ＥＭＢＲ；ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；ＭｅｉｓｈａｎＳｔｅｅｌ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
近年来，随着用户对钢材质量的要求越来越高，纯净钢的需求量亦迅速增长，对钢水质量和连铸生产的控制技术都提出了很高的要求。由于电磁制动技术能在高拉速生产过程中显著改善铸坯质量，因而受到极大的重视并得到发展和广泛运用［１￣３］。国外对该项技术研究较早，ＡＢＢ和川崎公司早在２０世纪８０年代初就开始致力于电磁制动器的研制工作。国内梅山炼钢厂为适应高效连铸的需要，从ＡＢＢ公司引进了ＦＣ—Ｍｏｌｄ（Ｆｌｏｗ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
连铸机上的使用效果进行研究，目的是为该技术在国内推广应用提供借鉴。１
ＦＣＭｏｌｄ电磁制动技术
梅山炼钢厂从ＡＢＢ公司引进的ＦＣ—Ｍｏｌｄ全
幅２段电磁制动器装置见图１。该装置有上、下两段磁场，其中上段磁场位于弯月面附近，用于制动向上的反转流和抑制弯月面的波动；下段磁场位于水口下方，用于制动从水口吐出的高速流股，并在其下游获得”活塞”流动，从而改善铸坯表面质量和减少内
Ｍｏｌｄ）全
幅２段电磁制动器。针对此电磁制动器在梅钢２号
作者简介：战东平（１９７６一），男，博士，讲师；
Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｎｄｐ２３＠１６３．ｃｏｍ；修订日期：２００５—１２—２８
万方数据
２４
中国冶金第１６卷
图１
ＦＣ－Ｍｏｌｄ装置示意
Ｆｉｇ．１
ＳｃｈｅｍａｔｉｃｖｉｅｗｏｆＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌＭｏｌｄ
部夹杂。２
电磁制动使用效果研究
２．１
对结晶器内磁场强度的影响
图２为采用不同电流条件下的上下线圈中心位
置对应的铸坯中心位置的磁场强度。从中看出影响磁场分布的一个重要参数是电流强度。随着电流强度的增加则磁场强度增大。结晶器下部磁场强度在
０．３５～ｏ．４５Ｔ左右，结晶器上部磁场随电流强度增
加从０．２Ｔ增加到０．３Ｔ。经流场分析，该磁场强度可满足结晶器内流场控制的要求。
圈２不同电流强度情况下的磁场强度
Ｆｉｇ．２
Ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｉｌ
ｃｕｒｒｅｎｔ
２．２对结晶器内弯月面附近钢液温度的影响
图３为连铸结晶器内弯月面附近钢液温度的实测结果。在相同拉速条件下，采用电磁制动后钢液温度较未采用电磁制动时约上升１０℃左右。其原因是，从水口侧孑Ｌ吐出的向上流股在水平磁场的排斥作用下向上提升，使上环流区的位置提高、范围缩小。而从水口侧孔吐出的流股须经水平磁场作用区才能向下流动，在电磁力的作用下，向下流动的钢液被显著减速，分布更为均匀，下环流几乎不出现，使钢液在磁场作用区上方的滞留时间增加，从而提高了弯月面附近的温度［４］。
万
方数据图３
电磁制动对结晶器内钢液温度的影响
Ｆｉｇ．３
Ｅｆｆｅｃｔｏｆ
ＥＭＢＲ
ｏｎ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄ
２．３对结晶器内钢液面高度波动的影响
图４显示了同一拉速下结晶器内钢液面的波动
情况（由安装在结晶器宽面中部的涡流式液面传感器检测）。采用电磁制动可明显降低结晶器液面的波动幅度。当关闭电磁制动装置后，结晶器液面波动明显加强，液面波动幅度明显变大。
蕴酉丽ＧＡ
拉速１．６ｍ／ｍｉｎ
锕液面波动曲线
下线圈电流０Ａ圈电流２００．
上线圈电流０Ａ
下线圈电流
－８５０Ａ
１５：３６：５５
１５：４０：１５１５：４３：４０
１５：４７：００１５：５０：２０
时间
图４
电磁制动对结晶器内钢液面波动的影响
Ｆｉｇ．４
Ｅｆｆｅｃｔｏｆ
ＥＭＢＲ
ｏｎ
ｈｅｉｇｈｔｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆ
ｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｎｍｏｌｄ
２．４对钢中非金属夹杂物的影响
对梅钢采用电磁制动条件下生产的连铸坯沿中
间和窄面边部取样，用ＬＥＩＣＡＱ６００Ｓ图象仪、ＤＭ—
ＲＭＥ显微镜分析钢中的非金属夹杂物情况，结果见表１。可以看出，采用电磁制动后，钢中夹杂物直径
较小，且数量较少，有的视场中未发现夹杂物，夹杂物最多的视场中有１７个夹杂物，钢中未发现直径大于２０雎ｒｎ的夹杂物。钢中夹杂物主要是二氧化铝，只有少部分ＭｎＳ、ＭｇＯ－Ａ１。０。等复合夹杂物。
在不加电磁制动时，流场在结晶器中形成上下两个大回旋区。向上的回流速度大，提高了弯月面下的流动性，增大了保护渣被卷入钢液的几率。由于连铸结晶器内的夹杂粒子一般都是非金属氧化物，电导性很弱，故主要靠钢液的黏性夹带作用和所受浮力作用而运动。此时，几乎所有夹杂物粒子首
先要进入上下两个回流区运动。这主要是水口附近
第５期
战东平等：连铸结晶器电磁制动的使用效果分析
高速流动的钢液黏性夹带作用所致。其只有随着运动路程增加、动量作用减弱、浮力作用突出，才能逐渐摆脱回流区上浮。而有些浮力作用不足以抵抗黏性夹带作用的粒子随钢流下潜。然而，当施加电磁
制动时，钢液回流区整体上移，结晶器下部回流区基本消除，浮力作用易突出，夹杂物粒子在流场内运动的路程缩短，增加了夹杂物被保护渣层捕获的机会‘５｜。
部位外弧表面外弧１／４中心内弧１／４
——总量个平均直径／ｐｍ
表１铸坯夹杂物分布
Ｔａｂｌｅ１
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆ
ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｃｕｓｔｉｎｇｓｌａｂ
有夹杂物的视场数分布／个
６～１０
１１～１５
１６～２０
／
１～５
１４１３６８
ｍ平均面积／肛２
内弧表面４
日本川崎钢铁公司在采用电磁制动后，即使在
２．５
鉴于结晶器流场情况的复杂性，除了水口的匹配，还涉及到断面尺寸和氩气泡行为，下一步工作将着重研究电磁制动与水口插入深度、吐出口角度、结晶器宽度及拉速之间的匹配关系，进行整体优化。３
ｍ／ｍｉｎ以上高速连铸时，结晶器内的保护渣也
不会卷入钢液中，从而显著减少了因卷入保护渣所造成的缺陷［５］。而目前梅钢的电磁制动技术应用还存在一定差距，采用电磁制动后虽获得了较好的夹杂物水平，但仍在铸坯窄面靠近结晶器的位置发现了含钾的夹杂物。其形貌见图５、成分见表２。其基本原因估计是水口插入过浅、吐出口角度不合适而造成卷渣所致。
结论
（１）采用电磁制动时，结晶器下部磁场强度在
０．３５～０．４５Ｔ左右。随上部线圈电流强度从１００Ａ
增加到４００Ａ，结晶器上部磁场强度从０．２Ｔ增加到
０．３
Ｔ以上。
（２）采用电磁制动后，结晶器内弯月面处钢液
温度较未采用电磁制动时约上升１０℃左右。
（３）采用电磁制动可明显降低结晶器液面的波动幅度。
（４）采用电磁制动后，钢中夹杂物直径较小且数量较少，钢中未发现直径大于２０”ｍ的夹杂物，但在铸坯窄面靠近结晶器的位置发现了含钾的夹杂物。
（５）梅钢全幅２段电磁制动器的使用技术还有
图５铸坯中含钾夹杂物
Ｆｉｇ．５
Ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｏｆｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
待于进一步优化研究。
参考文献：
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模拟［Ｊ］．东北大学学报（自然科学版），２０００，２１（１）：９７—９９．［３］李宝宽。赫冀成，贾光霖，等．薄板坯连铸结晶器内钢液流场电
磁制动的模拟研究ＥＪ］．金属学报，１９９７，３３（１１）：１２０７—１２１４．［４］干勇，张如斌，陈志凌，等．炼钢一连铸新技术８００问［Ｍ］．北
京：冶金工业出版社，２００３．
［５］韩至成．电磁冶金学［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００１．
ｋａｌｉｕｍｉｎｓｌａｂ
表２夹杂物成分
Ｔａｂｌｅ２
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎ
原子分数／％
元素
ｏ
ＫＫ
质量分数／％
２１．６４７．６４２８．４３４．２６３８．０３１００．００
Ａｌ
ＳｉＫＫＦｅ
ＫＫ
总计
万方数据
连铸结晶器电磁制动的使用效果分析
作者：
战东平， 宋景欣， 姜周华， 龚伟， 程乃良， 郭振和， 邹俊苏， ZHAN Dong-ping，SONG Jing-xin， JIANG Zhou-hua， GONG Wei， CHENG Nai-liang， GUO Zhen-he， ZOU Jun-su
战东平,姜周华,龚伟,ZHAN Dong-ping,JIANG Zhou-hua,GONG Wei(东北大学材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004)， 宋景欣,SONG Jing-xin(东北大学材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004;宝钢集团梅山公司炼钢厂,江苏,南京,210039)， 程乃良,郭振和,邹俊苏,CHENGNai-liang,GUO Zhen-he,ZOU Jun-su(宝钢集团梅山公司炼钢厂,江苏,南京,210039)中国冶金
CHINA METALLURGY2006,16(5)4次
作者单位：
刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
参考文献(5条)
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2. 干勇;张如斌;陈志凌 炼钢-连铸新技术800问 2003
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3. 赵李平. 杨智 高效化板坯连铸生产的实现[期刊论文]-金属材料与冶金工程 2008(3)
4. 陈芝会. 王恩刚. 雷洪. 赫冀成 电磁制动下结晶器内流体流动行为的数值研究[期刊论文]-钢铁 2008(8)
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