電磁攪拌器的分類與應(yīng)用
(一)電磁攪拌器裝置
電磁攪拌裝置在許多的大型鋼鐵企業(yè)中的到使用，極大的改善了鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。
近年來，隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，對連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量提出了更高的要求，而鑄坯內(nèi)部質(zhì)量在很大程度上取決于鑄坯內(nèi)部是否呈現(xiàn)均勻而致密的等軸晶凝固組織。但是在連鑄坯實際凝固過程中，由于冷卻速度很快，造成鑄坯凝固時柱狀晶的發(fā)展，往往產(chǎn)生“搭橋”現(xiàn)象，導致鑄坯內(nèi)縮孔偏析、疏松、夾雜物聚集等缺陷產(chǎn)生。
一個載流的導體處于磁場中就要受到電磁力的作用而發(fā)生運動。同樣，鋼水流過磁場，流動的鋼水會產(chǎn)生感生電流，感生電流產(chǎn)生的磁場與設(shè)定磁場之間的相互作用，會推動鋼液運動，這就是電磁攪拌的原理。采用電磁攪拌裝置，有利于改善連鑄坯的凝固組織，也是改善以及提高鑄坯表面的有效措施。
(二)電磁攪拌裝置的形式
電磁攪拌裝置的形式是多種多樣的。根據(jù)鑄機的類型，鑄坯斷面和電磁攪拌器安裝的位置不同，連鑄機常用的有如下幾種類型：
1、按感應(yīng)形式分：有直流傳導式、交流感應(yīng)式和近年來發(fā)展起來的永磁式。
2、按激發(fā)的磁場形態(tài)分：有恒定磁場型，即菜場在空間恒定，不隨時間變化；有旋轉(zhuǎn)磁場型，即磁場在空間繞軸以一定的速度作旋轉(zhuǎn)運動；行波磁場型，即磁場在空間以一定的速度向一個方向做直線運動；螺旋磁場型，即磁場在空間以一定速度繞軸做螺旋運動。
目前正在開發(fā)多功能組合式電磁攪拌器，即一臺攪拌器同時具有旋轉(zhuǎn)、行波或螺旋磁場等多種功能。
3、按使用電源相數(shù)分：有兩相電源電磁攪拌器，有三相電源電磁攪拌器。
4、按攪拌器在連鑄機安裝位置分：有結(jié)晶器電磁攪拌裝置，有二次冷卻電磁攪拌器，有凝固末端電磁攪拌器。
一般公認的就是用第4種分法來說明用什么形式的電磁攪拌裝置設(shè)備。
(三)電磁攪拌裝置的性能，對鋼質(zhì)的影響
1、結(jié)晶器電磁攪拌(簡稱M-EMS或M攪拌)
鋼水在結(jié)晶器內(nèi)，電磁攪拌器安裝于結(jié)晶器外圍。電磁攪拌器的鐵芯所激發(fā)的磁場通過結(jié)晶器的鋼質(zhì)水套，和銅套侵入鋼水中，借助于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電磁力，使鋼水產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)左右或上下垂直運動。
結(jié)晶器的電磁攪拌主要改善鋼坯的表面質(zhì)量和皮下質(zhì)量。圖1-2表示結(jié)晶器電磁攪拌器引起的冷隔變化。從圖中可以看出，在不考慮拉坯頻率的情況下，磁通密度較高的地方(在結(jié)晶器內(nèi)壁表面上磁通密度最大)，冷隔趨于變淺。這是因為，結(jié)晶器內(nèi)電磁攪拌使得結(jié)晶器冷卻均勻。事實證明，凝固界面被通過攪拌形成的鋼流沖刷和早期形成的凝固坯殼重新熔化，與新進入的鋼水混合后再凝固。在進行攪拌的地方，冷隔的深度就變得很淺。因此M攪拌器可以增強結(jié)晶器內(nèi)鋼液均勻凝殼的生成，從而導致表面縱裂的消除。
實踐證明電源頻率取6HZ比較合適。頻率沒有取下限1HZ的原因是因為頻率小于1HZ時攪拌不充分；如果頻率超過15HZ，在鋼水中衰減嚴重，結(jié)果只能進行表面攪拌，因此不能完全發(fā)揮仰制冷隔的作用。
一般有以下幾種攪拌方法：
一、單臺旋轉(zhuǎn)磁場
電磁攪拌器置于結(jié)晶器外圍，通以兩相低頻電流，激發(fā)一旋轉(zhuǎn)磁場，使結(jié)晶器內(nèi)鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。繞組采用直接水冷，結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好。與結(jié)晶器水套組裝成一體，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。能與鑄坯斷面較好匹配。磁場能量集中，所需攪拌功率小。
二、雙臺組合旋轉(zhuǎn)磁場
兩臺電磁攪拌器相對置于結(jié)晶器兩側(cè)，通以三相低頻電流，分別激發(fā)一行波磁場，其方向相反，組合成一旋轉(zhuǎn)磁場，使結(jié)晶器內(nèi)鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。繞組采用油——水二次冷卻，絕緣性能優(yōu)良，可*性高，使用壽命長。能很方便地安裝于不同型號的鑄機上。直接使用結(jié)晶器冷卻水，不需另配復雜的外水處理系統(tǒng)。不需移動攪拌器即能很方便地更換結(jié)晶器。能根據(jù)不同鑄坯尺寸，方便地調(diào)整攪拌間距，很適合多截面鑄坯的攪拌。即使發(fā)生漏鋼，也很難損壞。達國內(nèi)同類產(chǎn)品先進水平。
2、二冷區(qū)的電磁攪拌(簡稱S-EMS或S攪拌)
人們研究水平連鑄的電磁攪拌，其目的是為了改善鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量。雖然單依賴M攪拌來改善鑄坯表面質(zhì)量是不太夠的。因此人們考慮采用組合攪拌的方式，即在二冷區(qū)加裝電磁攪拌裝置，即S攪拌裝置。
大家知道，鋼水進入結(jié)晶器后，在結(jié)晶器處受冷很快形成一層致密的等軸晶坯殼。隨著拉坯的進行，單級攪拌器會使鑄坯內(nèi)部形成的等軸晶聚集于鑄坯下部，而上半部則有大量的柱狀晶形成，并往往會產(chǎn)生“搭橋”現(xiàn)象。導致鑄坯內(nèi)部縮孔，偏析和疏松，給鑄坯質(zhì)量造成嚴重的問題。
為解決這些縮孔，有必要在二冷區(qū)再加裝一組電磁攪拌裝置。此組攪拌的主要作用是使從外向內(nèi)生長的柱狀晶頂端被未凝固的鋼流打碎從而生成大量的等軸晶核，擴大鑄坯中心的等軸晶區(qū)，消除中心偏析。
一般有以下幾種方法：
一、單臺行波磁場
1、電磁攪拌器置于弧形連鑄鑄坯內(nèi)弧側(cè)，通以三相工頻電流，激發(fā)一行波磁場，使鑄坯內(nèi)鋼液產(chǎn)生沿鑄坯軸線方向的直線運動。繞組采用油——水二次冷卻，絕緣性能優(yōu)良，可*性高，使用壽命長。能適用于不同鑄坯的斷面。安裝維護方便。
2、電磁攪拌器置于水平連鑄鑄坯一側(cè)，通以三相工頻電流，激發(fā)一行波磁場，使鑄坯內(nèi)鋼液產(chǎn)生沿鑄坯軸線方向的直線運動。繞組采用油——水二次冷卻，冷卻水直接使用結(jié)晶水，不需另配復雜的外水處理系統(tǒng)，經(jīng)濟簡便。繞組絕緣全部采用H級以上絕緣材料，性能優(yōu)良，可*性高，使用壽命長。能適用于不同鑄坯的斷面。安裝維護方便。
二、單臺旋轉(zhuǎn)磁場
電磁攪拌器置于鑄坯外圍，通以三相或兩相工頻電流，激發(fā)一旋轉(zhuǎn)磁場，使鑄坯內(nèi)鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。繞組采用直接水冷，冷卻效果好。結(jié)構(gòu)緊湊，磁場集中。適用于結(jié)晶器下，二冷區(qū)和凝固末端。
三、單臺螺旋磁場
電磁攪拌器置于鑄坯外圍，通以三相工頻電流，激發(fā)一螺旋磁場，使鑄坯內(nèi)鋼液產(chǎn)生螺旋運動。繞組采用直接水冷，冷卻效果好。螺旋攪拌有較長的攪拌影響區(qū)，有利于獲得更好的冶煉效果。
3、凝固末端電磁攪拌(簡稱F-EMS或F攪拌)
鑄坯經(jīng)過二冷的電磁攪拌后，等軸晶核在重力作用下沉定到鑄坯的下半部。如果連鑄坯在這種情況下被拉出，雖然下部的柱狀晶受到下沉的軸晶的阻礙，不能進一步的長大，可上部的柱狀晶由于生長頂端未受到等軸晶的阻礙而向芯部生長，依然影響著鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。
鑄坯的液相穴末端區(qū)域已是凝固末期，鋼水的過熱度消失，處在糊狀區(qū)，由于偏析的作用，糊狀區(qū)液體富集溶質(zhì)濃度較高，易形成嚴重的中心偏析。因此在液相穴長度3/4處安裝F電磁幾哦呆板器，使液相穴末端區(qū)上部生長的柱狀晶頂端被打碎，使下沉的晶核再度分散，并覆蓋在柱狀晶頂端的等軸晶的阻礙，從而降低鑄坯的中心偏析，減少鑄坯的中心疏松和縮孔。因此認為F攪拌器對彌散中心線周圍的等軸晶區(qū)富集溶質(zhì)的溶體是有效。
一般有以下幾種方法：
雙臺組合旋轉(zhuǎn)磁場
兩臺電磁攪拌器相對置于鑄坯兩側(cè)，通以三相低頻電流，分別激發(fā)一行波磁場，其方向相反，組合成一旋轉(zhuǎn)磁場，使鑄坯內(nèi)鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。繞組采用油——水二次冷卻，冷卻水直接使用結(jié)晶器冷卻水，不需另配復雜的外水處理系統(tǒng)，經(jīng)濟簡便。繞組浸于優(yōu)質(zhì)硅油中，絕緣全部使用H級以上絕緣材料，性能優(yōu)良，可*性高，使用壽命長。結(jié)構(gòu)合理，緊湊，能很安全地安裝于不同型號的鑄機上。能根據(jù)不同坯斷面尺寸，方便地調(diào)整攪拌間距，能適合多種截面鑄坯的攪拌。即使發(fā)生漏鋼，也很難損壞。
(四)、電磁攪拌器攪拌的效果及應(yīng)用
較強的邏輯控制功能，能實行過流、過壓、過熱、攪拌器缺水、油溫過高、水溫過高等自動保護，抗干擾能力強。
達國外同類產(chǎn)品先進水平。
本電源與結(jié)晶器電磁攪拌DJMT-2020配套使用。
JGK1電控裝置
適用于三相、50赫茲、380伏電源。
具有五種攪拌方式：正、反向連續(xù)；正、反向間歇；正、反向交替。
可設(shè)定攪拌和間歇時間。
可轉(zhuǎn)換三檔攪拌強度。
與多級電源變壓器配套使用。
本系列電控裝置能提供多種不同功率，使電磁攪拌器容量大小分別與結(jié)晶器下、二冷區(qū)、凝固末端電磁攪拌器配套使用。
(五)、電磁攪拌器的電源：
DJK1電控裝置
適用于三相、50赫茲、380伏電源。
控制功能單一、結(jié)構(gòu)簡單。
可與感應(yīng)式調(diào)壓器功課孔硅調(diào)壓配套使用。
本系列電控裝置能提供多種不同功率，視電
磁攪拌器容量大小分別與結(jié)晶器下、
二冷區(qū)、凝固末端電磁攪拌器配套使用。
