板坯连铸用电磁旋流水口装置磁场优化设计

结晶器是连铸最重要的一部分之一,合理控制结晶器内部钢液流动能够有效提高铸坯质量。电磁旋流水口是一种新型的电磁控流技术,该技术利用电磁旋流装置产生的电磁力无接触旋转水口内部钢液,从而均匀水口出流,控制结晶器内部的钢液流动,平缓弯月面波动,抑制卷渣。电磁旋流装置安装于中间包和结晶器中间,其在使用过程中需保障现场安全还需要减少对保护渣添加、水口更换、液位检测装置等的影响。这需要电磁旋流装置能够快速安装到水口附近且装置产生的磁场不会对周围环境产生影响,所以要对电磁旋流装置结构进行优化设计。用数值模拟方法耦合求解电磁场和流场,对比了圆形电磁旋流装置、U形电磁旋流装置和线形电磁旋流装置,通过比较磁场利用率,水口内部钢液的旋流强度以及装置的能耗,得出最适用于连铸生产的电磁旋流装置结构。通过磁屏蔽设计减轻电磁旋流装置漏磁,消除了电磁旋流装置产生的磁场对周围环境的影响。研究结果表明,磁体中心磁场强度相同时,U形电磁旋流装置产生的旋流强度最强,并且U形结构有利于安装。使用磁屏蔽外壳能够使电磁旋流装置漏磁减小44%,但不会减弱电磁旋流水口装置对水口内部钢液的作用效果。有助于获得适用于工业生产的电磁旋流装置结构设计。

电磁旋流水口连铸技术研究进展

电磁旋流水口技术作为一种全新的结晶器控流技术,其应用情况逐渐被各钢铁企业关注。围绕近几年来电磁旋流水口技术的研究成果,总结和分析了此技术对结晶器内流场和温度分布的影响规律、可供选择的设备结构以及在工业应用中的冶金效果3个方面。电磁旋流水口技术对连铸坯质量的提升效果与结晶器电磁搅拌相当。与结晶器电磁搅拌协同作用后,可进一步细化连铸方、圆坯的凝固组织,减轻宏观偏析缺陷。各钢铁企业可根据实际现场情况,选择不同结构的电磁旋流装置,并配合优化后的水口结构,以满足生产不同钢种连铸坯的质量要求。