[实用新型]改善连铸机铸坯内部组织的电磁搅拌装置

说明书

技术领域

本实用新型有关于一种钢铁冶金技术，具体地讲，是一种改善连铸机铸坯内部组织的电磁搅拌装置。

背景技术

八十年代至今，连铸机生产线迅速发展，对连铸坯的质量要求越来越高，特别是特种钢材要求更高。连铸坯在二冷段位置的强制冷却下，柱状晶特别发达，并且从外向心部生长，这样，连铸坯皮下深层处的柱状晶增加而等轴晶少，柱状晶形成搭桥，连铸坯质量降低。另外，连铸坯在冷凝过程中，要体积收缩，坯壳已形成，就需要钢水沿着连铸坯的运动方向不断地补充钢水，由于皮下柱状晶形成搭桥，阻碍了钢水沿着连铸坯的运动方向不断地补充，液芯下部凝固冷却收缩形成缩孔或疏松，向下流动的钢水靠重力无法实现良好的钢水补充。目前，在连铸机上普遍采用电磁搅拌技术，来提高连铸坯的质量，例如采用结晶器电磁搅拌，末端电磁搅拌、二冷电磁搅拌等。

结晶器电磁搅拌：如图1所示，电磁搅拌器101设置在结晶器处，距离液面150mm-300mm的下方，电磁搅拌器101产生一水平旋转力，使得钢液旋转，其能够使得连铸坯10在结晶器部位钢液中的气体及杂质上浮；使得连铸坯10急冷层下部的固-液状的钢液中迅速生长柱状晶体，在水平旋转力的电磁力的作用下，破碎成小颗粒为晶核，在二冷的强冷作用下形成等轴晶，提高连铸坯皮下组织的质量；并且可以减少钢液从中间包流入结晶器的冲击深度。

末端电磁搅拌：如图2所示，电磁搅拌器102设置在连铸坯10液芯凝固末端11处，电磁搅拌器102产生水平旋转力，使得钢液旋转，其作用连铸坯10的凝固末端201的固-液状的钢液中迅速生长柱状晶体，在水平旋转力的电磁力的作用下，破碎成小颗粒，小颗粒形成等轴晶，细化组织，改善了连铸坯芯部组织，提高的质量。但是，由于皮壳的形成，液芯末端11的钢液凝固时，体积缩小形成空穴，没有足够的钢液来补充，在末端电磁搅拌产生的力的作用下，使得液芯末端凝固成较均匀的等轴晶体，虽然缩孔消除、减少了碳及其重金属偏析，但是疏松增加。末端电磁搅拌使得连铸坯凝固末端的即将生成的缩孔，在电磁力的作用下，形成疏松状等轴晶的凝固体。

二冷电磁搅拌：如图2所示，电磁搅拌器103设置在结晶器下方，固-液相区域上方，电磁搅拌器103产生一水平旋转力，使得钢液旋转，其作用能够使得钢液中的杂质上浮；在连铸坯10的二冷段的位置上，其断面坯壳下等厚度的固-液相在电磁力的的作用下，成分均匀，防止重金属及碳的聚集，提高连铸坯皮下深层质量；使得连铸坯坯10皮下深层等厚度的固-液相的钢液中，在水平旋转力的电磁力的作用下，将迅速生长的柱状晶体破碎成小颗粒，形成等轴晶，提高连铸坯皮下组织的质量。

以上三种电磁搅拌器可以的单独使用形成单独电磁搅拌，也可以其中的两种或者三种联合使用，形成联合电磁搅拌。虽然，该些电磁搅拌方式都可以利用电磁力，对铸坯内部进行的钢液施加力，提高连铸坯坯皮下深层等厚度的质量。但是，结晶器电磁搅拌和二冷电磁搅拌都只是提高连铸坯皮下深层等厚度的质量，而不能提高连铸坯芯部的质量，因而仅适用于板坯，而不适用于改善方坯和圆坯芯部组织。末端电磁搅拌虽然可以改善连铸坯芯部组织，但是会造成疏松增加，其改善连铸坯内部组织的效果也不是很理想。

要想消除疏松、缩孔和减少柱状晶、增加等轴晶，就必须在液芯凝固时，外形体积收缩或有足够的钢液补充，同时在力的作用下，柱状晶破碎成小颗粒，小颗粒形成等轴晶，凝固成致密的连铸坯。目前主要采用如下两种使连铸坯外形体积收缩方法来提高连铸坯的质量。

1)软压下技术：软压下技术是针对矩型坯，在连铸坯的表面施加一个力，使得其体积缩小，来补充由于液芯凝固时的体积收缩，同时这个力破碎部分柱状晶变成小颗粒，小颗粒形成了等轴晶，增加了等轴晶含量。但是，对于圆坯，采用该种方法，会使圆坯产生形变，使圆坯的圆度受到影响，导致最终的圆坯不合格。

2)二冷末端强冷法：二冷末端强冷法就是针对圆坯，是在液芯凝固末端处，施加喷水强冷，是连铸坯体积机体收缩，来补充由于液芯凝固时的体积收缩。这种方法必须控制好，连铸坯收缩的体积大于等于液芯凝固时的体积，才能减少或消除疏松、缩孔。并且，不能大量减少柱状晶形成等轴晶。另外，由于强冷会使得连铸坯表面产生表面裂纹。

因此，有必要提供一种新的改善连铸坯内部组织的电磁搅拌装置，来克服上述现有方法存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种改善连铸机连铸坯内部组织的方法，其能够提供足够的钢液，来补充液芯凝固时的体积收缩，消除缩孔和疏松，从而提高连铸坯的质量。