日本电磁连铸新技术

在连铸过程中，为减小使用保护渣的结晶器内壁与铸坯的摩擦，必须对结晶器进行振动。采用普通连铸法时，结晶器保护渣的压力会周期性变化，在铸坯表面沿浇注方向会形成被称作“振痕”的周期性印痕，尤其是在浇注低碳钢时，在振痕的底部有时能看到被称作“钩状结构”的凝固尖端，非金属夹杂物和气泡被夹在钩状结构里面，这有可能成为导致铸坯和产品发生缺陷的原因。

采用电磁连铸技术时，在钢液面的正下方附近安装了圆筒形线圈，并在线圈中接通交流电，使钢水和凝固坯产生感应磁场和感应电流，利用两者的相互作用，使电磁场从结晶器对钢水产生作用。这样，可以使作用于初期凝固部分中的钢水和凝固壳的钢水静压得以缓和，使钢水和结晶器之间的保护渣层的厚度扩大，形成钢水与结晶器之间的“软接触状态”。

在“软接触状态”下，可以抑制保护渣压力的周期性变化，使初期凝固部分形成缓冷却状态，尤其是与因电磁场而产生的钢水流动所具有的冲洗凝固壳的效果相结合，避免产生振痕和钩形物，或使振痕深度明显减小，抑制缺陷的产生，从而显著提高铸坯质量。

但是，以往的电磁连铸技术还存在一些问题。其中之一是因电磁场而产生的钢水流动的速度会变得过大，钢水面的形状会在时间上和空间上变得不稳定和不均匀，无法使浇注方向或结晶器周向保持稳定的“软接触状态”，结果无法获得电磁连铸技术稳定改善铸坯质量的效果。

在此情况下，日本有企业提出了脉冲电磁连铸技术。这种脉冲电磁连铸技术以数赫兹到数十赫兹的频率向圆筒形线圈间歇通上交流电，并以此对初期凝固部分中的钢水和凝固壳施加间歇的电磁场。由此可以减少投入钢水中的动能，抑制因电磁场而产生的过快的钢水流动速度。

日本新日铁公司在八幡制铁所板坯连铸机上进行了脉冲电磁连铸试验。在实际板坯连铸机中设置脉冲电磁连铸用的电源、圆筒形线圈和结晶器，并将不锈钢制容器插入结晶器内，然后将低熔点合金在熔融状态下注入，间歇施加电磁场，对钢液面的稳定性进行了评价。从间歇施加电磁场过程中低熔点合金的液面照片上可以确认结晶器横向的钢液面均匀、稳定。然后，采用上述设施，浇注了1200mm×250mm和1600mm×250mm的低碳铝镇静钢。采用脉冲同步涡流式传感器测定了钢液面及自动控制钢水的注入量。结果表明，在间歇施加电磁场时，完全能够稳定控制钢液面和钢水注入量；至于其它的操作性能，与普通浇注相同，能进行稳定长时间浇注。对所获连铸板坯的质量及整个板坯的振痕深度进行了评价，结果表明，铸坯的表面性状得到了明显稳定的改善。

（来源：炼钢）