一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法技术

本发明专利技术涉及一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，连铸机在末端安装末端电磁搅拌装置，并在末端电磁搅拌装置上游安装电磁加热装置；电磁加热装置在对应的电磁加热区域内形成频率为350～2500Hz的交变磁场，依靠交变磁场在铸坯表层渗透深度内产生的焦耳热，增大铸坯内熔融金属凝固末期的流动性；末端电磁搅拌装置在对应的电磁搅拌区域内施加交变磁场，通过交变磁场产生的电磁力驱动铸坯内熔融金属流动补缩.本发明专利技术能够有效增加铸坯内熔融金属的流动性，细化晶粒组织，促进凝固末端金属补缩，从而提高大断面铸坯质量。

【技术实现步骤摘要】
一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法
本专利技术涉及连铸
，尤其涉及一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法。
技术介绍
连续铸钢技术(简称连铸)是钢铁行业标志性的突破技术之一，对冶金领域产生了深远的影响。相对于模铸，连铸具有生产效率高、能耗低、质量稳定性好及金属综合收得率高等优点。21世纪初期，随着风电、工程机械、轨道交通等行业对大断面铸坯需求量的提升，大断面铸坯的质量控制技术得到长足发展。大断面铸坯包括圆坯、矩形坯、板坯、异型坯等，适用于立式、立弯式、弧形、水平连铸方式。对于大断面铸坯而言，理论设计中连铸机的拉速慢，二冷区范围小，铸坯的凝固冷却速度控制难。对于中高合金钢种的生产，铸坯凝固进程更加难以控制，铸坯中心区域的液态金属凝固收缩难以得到补充，造成中心缩松、裂纹和偏析等缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供了一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，能够有效增加铸坯内熔融金属的流动性，细化晶粒组织，促进凝固末端金属补缩，从而提高大断面铸坯质量。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，连铸机在末端安装末端电磁搅拌装置，并在末端电磁搅拌装置上游安装电磁加热装置；所述电磁加热装置的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为20％～75％等效直径的区域，电磁加热装置在对应的电磁加热区域内形成频率为350～2500Hz的交变磁场，依靠交变磁场在铸坯表层渗透深度内产生的焦耳热，增大铸坯内熔融金属凝固末期的流动性；所述末端电磁搅拌装置的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为55％～80％等效直径的区域，末端电磁搅拌装置在对应的电磁搅拌区域内施加交变磁场，通过交变磁场产生的电磁力驱动铸坯内熔融金属流动补缩，该交变磁场的频率能够调节且不超过10Hz。所述电磁加热装置为单级电磁加热装置或多级电磁加热装置。铸坯连铸过程具体包括如下步骤：钢液通过浸入式水口进入连铸机进行浇铸，依次经水冷结晶器、二次冷却系统、铸流电磁搅拌器后进入电磁加热区域，根据铸坯的凝固层厚度，调节电磁加热装置的电流强弱；铸坯通过连铸机末端的电磁搅拌区域时，调节末端电磁搅拌装置的电流与频率，控制交变磁场的电磁力，驱动熔融金属流动；停止浇注后，铸坯冷却至设定温度，再经火焰切割后输出至保温坑缓冷到室温。所述浸入式水口的下端与水冷结晶器的入口相连，水冷结晶器的外侧设结晶器电磁搅拌装置；水冷结晶器的出口与二次冷却系统的入口相连，二次冷却系统及夹棍装置设于连铸机的弯曲与矫正段；二次冷却系统的出口处设铸流电磁搅拌装置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术所述方法能够有效增加铸坯内熔融金属的流动性，细化晶粒组织，促进凝固末端金属补缩，从而提高大断面铸坯补缩质量；(2)电磁加热装置位于铸流电磁搅拌装置与铸坯末端电磁搅拌装置之间，能够根据铸坯的不同凝固层厚度，调节对应电磁加热区域的电磁加热装置的电流，依靠交变磁场在铸坯表层渗透深度内产生的焦耳热，增加熔融金属凝固末期的流动性，为提高电磁搅拌效果奠定基础。(3)设于连铸机末端的电磁搅拌区域位于电磁加热区域的下游，通过末端电磁搅拌装置形成频率不超过10Hz的交变磁场，依靠交变磁场产生的电磁力驱动铸坯内熔融金属流动，依靠电磁补偿加热与电磁搅拌力的交互作用，更大程度地提高大断面铸坯最终凝固补缩效果。附图说明图1是本专利技术所述一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法的原理示意图。图中：1.浸入式水口2.水冷结晶器3.结晶器电磁搅拌装置4.二次冷却系统5.夹辊装置6.铸流电磁搅拌装置7.电磁加热装置8.末端电磁搅拌装置具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：本专利技术所述一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，连铸机在末端安装末端电磁搅拌装置8，并在末端电磁搅拌装置8上游安装电磁加热装置7；所述电磁加热装置7的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为20％～75％等效直径的区域，电磁加热装置在对应的电磁加热区域内形成频率为350～2500Hz的交变磁场，依靠交变磁场在铸坯表层渗透深度内产生的焦耳热，增大铸坯内熔融金属凝固末期的流动性；所述末端电磁搅拌装置8的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为55％～80％等效直径的区域，末端电磁搅拌装置在对应的电磁搅拌区域内施加交变磁场，通过交变磁场产生的电磁力驱动铸坯内熔融金属流动补缩，该交变磁场的频率能够调节且不超过10Hz。所述电磁加热装置为单级电磁加热装置或多级电磁加热装置。如图1所示，铸坯连铸过程具体包括如下步骤：钢液通过浸入式水口1进入连铸机进行浇铸，依次经水冷结晶器2、二次冷却系统4、铸流电磁搅拌器6后进入电磁加热区域，根据铸坯的凝固层厚度，调节电磁加热装置7的电流强弱；铸坯通过连铸机末端的电磁搅拌区域时，调节末端电磁搅拌装置8的电流与频率，控制交变磁场的电磁力，驱动熔融金属流动；停止浇注后，铸坯冷却至设定温度，再经火焰切割后输出至保温坑缓冷到室温。所述浸入式水口1的下端与水冷结晶器2的入口相连，水冷结晶器2的外侧设结晶器电磁搅拌装置3；水冷结晶器2的出口与二次冷却系统4的入口相连，二次冷却系统4及夹棍装置5设于连铸机的弯曲与矫正段；二次冷却系统4的出口处设铸流电磁搅拌装置6。以下实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。【实施例】本实施例中，大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，按照以下步骤进行：A、生产S45C钢种、断面直径为800mm圆坯，连铸机拉速为0.23m/min，钢液通过浸入式水口注入水冷结晶器；连铸开始时，二次冷却系统、电磁搅拌装置和夹辊装置自动同步启动。B、二次冷却系统平均比水量为0.17L/kg，电磁加热装置采用单级电磁加热装置，安装位置为铸坯凝固层厚度为等效直径26％的部位，电磁加热装置的频率为1500Hz。末端电磁搅拌装置的安装位置为铸坯凝固层厚度占等效直径72％的部位，末端电磁搅拌装置的频率为5Hz。C、圆坯依次通过水冷结晶器、二次冷却系统及夹辊装置、铸流电磁搅拌器后进入电磁加热区域，电磁加热装置的加热能力由铸坯的不同凝固层厚度决定，用于增大熔融金属凝固末期流动性。圆坯通过末端电磁搅拌装置后，托引锭下降至规定位置后停止浇注，圆坯冷却至规定温度后进行火焰切割，完成切割的圆坯由输出棍输出至保温坑缓冷到室温。本实施例通过实施本专利技术所述电磁补缩控制方法，圆坯中心疏松由2级提高为0级，中心裂纹由1.5级提高到0级，圆坯中心区域的钢液凝固收缩得到补充，显著改善了中心缩松、裂纹和偏析等缺陷，提高了大断面圆坯质量。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，其特征在于，连铸机在末端安装末端电磁搅拌装置，并在末端电磁搅拌装置上游安装电磁加热装置；所述电磁加热装置的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为20％～75％等效直径的区域，电磁加热装置在对应的电磁加热区域内形成频率为350～2500Hz的交变磁场，依靠交变磁场在铸坯表层渗透深度内产生的焦耳热，增大铸坯内熔融金属凝固末期的流动性；所述末端电磁搅拌装置的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为55％～80％等效直径的区域，末端电磁搅拌装置在对应的电磁搅拌区域内施加交变磁场，通过交变磁场产生的电磁力驱动铸坯内熔融金属流动补缩，该交变磁场的频率能够调节且不超过10Hz。/n

【技术特征摘要】
1.一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，其特征在于，连铸机在末端安装末端电磁搅拌装置，并在末端电磁搅拌装置上游安装电磁加热装置；所述电磁加热装置的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为20％～75％等效直径的区域，电磁加热装置在对应的电磁加热区域内形成频率为350～2500Hz的交变磁场，依靠交变磁场在铸坯表层渗透深度内产生的焦耳热，增大铸坯内熔融金属凝固末期的流动性；所述末端电磁搅拌装置的具体安装位置对应铸坯凝固层厚度为55％～80％等效直径的区域，末端电磁搅拌装置在对应的电磁搅拌区域内施加交变磁场，通过交变磁场产生的电磁力驱动铸坯内熔融金属流动补缩，该交变磁场的频率能够调节且不超过10Hz。


2.根据权利要求1所述的一种大断面铸坯连铸过程电磁补缩控制方法，其特征在于，所述电磁加热装置为单级电磁加热装置或多级电磁加热装置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：许长军，张连望，张岩，吴红健，张佳正，金煜凯，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21