武钢板坯电磁搅拌技术交流资料

武钢板坯电磁搅拌技术交流资料成都东方雷神标准电器有限公司二00六年二月成都东方雷神标准电器有限公司第2页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c目录一、当前板坯电磁搅拌的三种主要型式二、衡量板坯电磁搅拌性能优劣的主要技术指标三、使用较久，经多次维修后的板坯电磁搅拌的冶金效果为什么不如新的好？四、武钢最近新进口的辊式板坯电磁搅拌为什么只能实现弱搅拌？五、与日本新日铁DKS的双面行波板坯电磁搅拌相比，为什么辊式板坯电磁搅拌的冶金效果差？六、为使铸坯的等轴晶率达到或接近60%，我们建议采用安装在内、外弧侧、导辊外部的双面行波磁场板坯电磁搅拌成都东方雷神标准电器有限公司第3页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c武钢板坯电磁搅拌技术交流资料一、当前板坯电磁搅拌的三种主要型式：目前世界上常用的板坯电磁搅拌有三种主要型式：即对置式双面行波磁场板坯电磁搅拌、安装在内弧侧导辊外部的单面行波磁场板坯电磁搅拌和辊式板坯电磁搅拌三种，它们的主要特点简述如下：1、对置式双面行波磁场板坯电磁搅拌优点：搅拌头离铸坯近，可以充分发挥搅拌器的功能，所耗电能少，铸坯冶金效果好。缺点：设备复杂，维护管理麻烦。2、安装在内弧侧导辊外部的单面行波磁场板坯电磁搅拌优点：只要搅拌头附近的导辊为不导磁的不锈钢，导辊的形状和尺寸无需改变，安装在吊架上，伸缩自如，不受漏钢影响。缺点：搅拌头离铸坯中心远，搅拌头所需的电功率很大，而铸坯中心的磁场较小，中心推力小，只能实现弱搅拌。如宝钢的坯厚250mm，所用的双面DKS行波磁场板坯电磁搅拌，其容量成都东方雷神标准电器有限公司第4页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c257KVA，8HZ时可达65mmFe的中心电磁推力。而太钢的坯厚200mm，所用的单面行波磁场电磁搅拌，其容量830KVA，2.5HZ时中心电磁推力只有13.5mmFe，功率大得多还只能实现弱搅拌。3、辊式板坯电磁搅拌优点：电磁搅拌的铁芯和线圈都安装在导辊之内，紧靠铸坯，作用发挥充分，但由于导辊内的空间小，感应器的尺寸不可能做得很大，所以也只能是弱搅拌。武钢最近新从法国ROTELEC公司进口的辊式板坯电磁搅拌额定电流400A，最大频率5HZ，辊子外径Φ240mm，而感应器外径只能做到Φ160mm，所以体积空间受到限制，容量及推力不可能很大。另外，运行环境恶劣，冷却水的密封等问题使维修维护工作量大。以上三种型式的板坯电磁搅拌武钢都有，从理论到实践都可以进行深刻认识和比较。二、衡量板坯电磁搅拌性能优劣的主要技术指标1、绝缘性能好，满足安全运行条件。2、对于150～250mm厚度的板坯，其中心电磁推力应当≥65mmFe。mmFe是衡量板坯电磁搅拌中心电磁推力的单位。它的物理意义是用铁水的比重来表达单位长度（mm）上所受到的电磁体积推212eSfVBkσ=成都东方雷神标准电器有限公司第5页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c力。电磁体积推力的表达式是：К：表示系数（很多因数影响的系数）Б：表示铁水的电导率Vs：Vs=2τf表示磁场运行速度B：磁感强度而中心电磁推力的表达式是：ofeLfr×=式中L为mm，铁水的r一般取7g/cm3与毫米汞柱相类似：1kg/cm2的压力=3g/cm6.1310000=736mmHg1kg/cm2的压力=3g/cm710000=1428.6mmFe而板坯电磁搅拌的中心电磁推力只需要≥65mmFe就足够了。分析fe的表达式，它最主要的就是与钢坯中的磁感强度B的平方成正比，与Vs=2τf即磁场运行的速度（实质上是频率）成正比，б是钢水的电导率，一般为7×105～1×106Ω-cm/m,К是一个有许多因数影响的系数，也有人理解为与异步电动机相类似的转差率，即钢水运动的速度要慢于磁场运动的速度，它们之间的比值就是系数К，К=磁场运动的速度钢水运动的速度，此值总是1（可以在0～1之间变化）0：表示电磁推力太小，搅不动钢水时，相当于该系数等于０。实质上这个系数很难取准，只能由实验获得。要测量中心电磁推力mmFe比较麻烦，但还是可以用等效法进行测量。有兴趣的话，可以在新产品试制时测量出中心电磁推力的特性曲线。当电成都东方雷神标准电器有限公司第6页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c磁搅拌下线后重用或是返修后重用时一般就不测中心电磁推力，而只测它的磁感强度Ｂ，即用高斯计（特斯拉计）测量在实际状态下某一中心位置的Ｂ值即可。对像宝钢２５０mm厚的铸坯，８ＨＺ，７００×２Ａ。２５０mm的热铸坯将膨胀到258mm厚，加上L、F侧各留20mm气隙，所以总间距是298mm，其中心推力特性曲线如下图所示。武钢原S-EMS、DKS频率设计较高，最大16HZ，所以最大电流只有660×2A，中心电磁推力的标准仍为65mmFe。要想得知板坯电磁搅拌性能的主要技术指标，就必须得知它的中心电成都东方雷神标准电器有限公司第7页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c磁推力，而测中心电磁推力很麻烦，因而可以转化为测中心磁场，这样简捷方便，而且具有相当高的可靠性。三、使用较久、经多次维修后的板坯电磁搅拌的冶金效果为什么不如新的好？影响的原因很多，主要是：1、修补后，某些本不该导磁的部位显得导磁了，比如焊接、敲击后的壳体工作面的不锈钢原本不导磁，维修后却有某种程度的导磁了，使主磁场有所削弱；焊接过程中的焊条化学成分影响导磁的可能性很大，必须慎重选择和试验。2、搅拌器工作面的不锈钢壳体长期工作在785℃以上的温度下，有些不锈钢会逐渐显示出导磁现象，这也将对主磁场有所削弱。3、维修过程中，没有注意某些关键部位的装配间隙，如果使导磁回路的间隙略有增加，则一定会削弱感应器的表面磁感应强度。表面磁感应强度Bom=μoNI，如果Bom降低，势必将影响到达铸坯中的磁感应强度B=Bome-X的减少，B值的降低将影响中心电磁推力的降低→影响冶金效果就成为必然的了。4、对置式双面行波板坯电磁搅拌的接线相序对冶金效果的影响非常巨大，根据日本某公司的试验资料，A型接线方式比B型接线方式的等轴晶率要高20～40%。同样的电磁搅拌，同样的设置参数，只是接线的结构略有差别，其冶金效果显现的差别就很大。所以维修这种电磁搅拌必须注意某一个细节。成都东方雷神标准电器有限公司第8页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c四、武钢最近新进口的辊式板坯电磁搅拌为什么只能实现弱搅拌？我们现在列出一些数据，通过对数据的比较我们来分析一下辊式电磁搅拌只能是实现弱搅拌：武钢辊式电磁搅拌的一些数据鞍钢辊式电磁搅拌的一些数据导辊外径Ф240mm、内径Ф181mm、壁厚29.5mm、单边水缝10.5mm导辊外径Ф300mm、内径Ф220mm、壁厚40mm、单边水缝10mm成都东方雷神标准电器有限公司第9页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c感应器外径160mm、可感应磁场的有效长度1360mm、感应器电气参数：？KVA、？V400A、5HZ总匝数：？匝（对比鞍钢的参数，可以推算出：容量为105KVA、131V、总匝数216匝）感应器外径Ф200mm、可感应磁场的有效长度1360mm、感应器电气参数：126KVA、157V400A、6HZ总匝数256匝因为武钢感应器外径Ф160mm鞍钢感应器外径Ф200mm，而长度相同，所以武钢感应器的电气容量和电压最大值也只可能与鞍钢的相等或者略小：即U=157V（5/6）=131VP=2×131×400=105KVA按以上数据推算，铸坯中心的磁感应强度幅值为373GS（有效值为264GS）；中心电磁推力为23.8mmFe等轴晶率只能达到30%～35%左右。根据鞍钢实测的试验资料：当在157V、400A、6HZ时，在距离导辊50mm处测量的磁感应强度有效值为415GS，如果铸坯厚250mm，则铸坯中心的磁感有效值可以计算得出为299GS。当两辊对置时，可以计算出铸坯中心电磁推力为31.4mmFe，根据日本的试验资料，此时铸坯的等轴晶率达到40%左右，属于弱搅拌。武钢辊式电磁搅拌与鞍钢的相比，武钢的直径小些，就算做得与鞍钢的容量一样大，其中心电磁推力也只有31.4mmFe、等轴晶率40%左右，如果把频率提高到6HZ，容量将与鞍钢的一样，但由于尺寸比鞍钢的小，匝成都东方雷神标准电器有限公司第10页共15页地址：中国四川成都市双流九江蛟龙工业港蛟龙大道9号电话：[phone]传真：[phone]销售：1308666301313908402764http：：[e-mail].c数也要少（鞍钢256匝，武钢约216匝）其表面磁场将比鞍钢的略低，因其壳厚比鞍钢的要薄10mm，所以中心磁感和中心推力将和鞍钢的相近。频率提高，引起功率加大，这就要求冷却水量要适当加大，至少要使冷却水温升控制在允许的范围之内，否则将有可能烧损线圈。这种辊式板坯电磁搅拌，外形与普通辊完全相同，因此不受铸机结构影响，安装灵活；不足之处是搅拌辊与铸坯只有弧面的一条线接触，不象插入式双面行波电磁搅拌那样是面接触（面接触传递的磁力线数量多）；由于每个辊的尺寸和内部容积受到限制，单辊容量不可能做得很大，加之又是弧面的线接触（传递的磁力线数量少），所以其有效搅拌区域小，在铸坯中只可能形成弱搅拌。五、与日本新日铁DKS的双面行波板坯电磁搅拌相比，为什么辊式板坯电磁搅拌的冶金效果差？日本DKS双面行波板坯电磁搅拌法国ROTELEC辊式板坯电磁搅拌搅拌头插入到辊缝中，感应器铁芯有995×106mm2的平面对应着铸坯，磁力线是平面传递到铸坯中心的。辊式板坯电磁搅拌与铸坯接触的只是一条线，一条线的两边是圆弧面，气隙逐渐增大，与平面相比，磁力线可透过的数量比较少。宝钢DKS感应器表面距铸坯表面的距离为32mm（其中只有6+3mm厚的不锈钢板，其余为空气隙或水介质），磁力线比较容易穿透到达铸坯中心。鞍钢辊壁厚为40mm，武钢辊壁厚为30mm，磁力线穿透不锈钢壁引起的磁损失较大，磁力线到达铸坯中心的较量比较少