電磁攪拌攪拌器的類型

用于連鑄過程的電磁攪拌器按其安裝的位置，有如下幾種：

(1) 中間包加熱用電磁攪拌器HEMS：該種電磁攪拌使連鑄過程中的鋼水溫度在液相線溫度以上30℃或40℃，使中間包二次冶金的效果更佳。

(2) 結(jié)晶器電磁攪拌器MEMS：是目前各種連鑄機都適用的裝置，它對改善鑄坯表面質(zhì)量、細化晶粒和減少鑄坯內(nèi)部夾雜及中心疏松有明顯的作用，應(yīng)用最為廣泛。為不影響液面自動控制裝置的使用，一般安裝在結(jié)晶器的下部。

(3) 二冷段電磁攪拌器SEMS：又可分為二冷一段電磁攪拌器S1EMS和二冷二段電磁攪拌器S2EMS。S1EMS安裝在結(jié)晶器一段的足輥處，其功能與MEMS類似，兩者不重復使用，由于其更換、維修方便，因此其投資和運行成本比較經(jīng)濟。S2EMS是促進鑄坯晶粒細化的有效手段，一般與MEMS或S1EMS一起使用。

（4）凝固末端電磁攪拌器FEMS：一般在澆注對碳偏析有嚴格要求的含碳高的鋼種時采用，為保證攪拌效果，其安裝位置要靠近凝固末端，一般在液芯直徑為Φ60-80mm處為佳，并允許調(diào)節(jié)。

電磁攪拌的實質(zhì)就是借助在鑄坯的液相穴內(nèi)感生的電磁力強化液相穴內(nèi)鋼水的運動，由此強化鋼水的對流、傳熱和傳質(zhì)過程，從而控制鑄坯的凝固過程，對提高鑄坯質(zhì)量具有積極的作用。

連鑄坯液相穴內(nèi)鋼水對流運動對消除過熱度、改善鑄坯凝固組織和成分偏析等有重大影響。而鋼水流動的驅(qū)動力來自鑄流的動能和外力，前者與澆注方式有關(guān)，后者則可以在液相穴的任何位置上外加電磁力即使用電磁攪拌，而后者的影響要遠甚于前者 。

電磁攪拌，簡稱EMS。是由瑞典ASEA公司首先提出的，1932年Dreyfus博士從法拉第的電磁感應(yīng)原理中發(fā)現(xiàn)，低速移動著的感應(yīng)磁場能在鋼水中產(chǎn)生強力的攪拌作用，并與Sandvik廠合作，于1948年研制成第一臺用于電弧爐煉鋼的電磁攪拌器，后來該技術(shù)逐漸應(yīng)用于感應(yīng)熔煉爐、鋼包精煉爐和連鑄機。電磁攪拌應(yīng)用于連續(xù)鑄鋼是連鑄技術(shù)最重要的發(fā)展之一 。

電磁攪拌在典型鋼種生產(chǎn)中的應(yīng)用

不銹鋼

對于鐵素體不銹鋼SUS430，等軸晶率與冷軋板皺折的發(fā)生有很大關(guān)系，當?shù)容S晶率大于等于50%時，可有效防止皺折的發(fā)生，通過使用S-EMS可達到這種效果 。

電工鋼

當板坯內(nèi)部的凝固組織不同時，瓦楞狀缺陷會在成品電工鋼板中產(chǎn)生，瓦楞狀缺陷出現(xiàn)在軋制方向。當硅鋼片堆積成鐵芯時，它不僅影響產(chǎn)品外形，而且降低了間隙系數(shù)，造成發(fā)電機或者變壓器使用性能的降低。電磁攪拌使鋼水在凝固過程中形成等軸晶，并獲得細小和均質(zhì)的凝固組織。

（1）可能卷入結(jié)晶器保護渣，使鑄坯夾雜物含量增加。M - EMS 攪拌能改善鑄坯質(zhì)量，攪拌強度越大，效果越明顯，但攪拌強度過大，會引起保護渣的卷入，反而使夾雜物含量增加。同時，電磁攪拌還直接影響結(jié)晶器液面的檢測效果，目前普遍采取降低攪拌線圈安裝位置來解決這一問題，但使M-EMS 的冶金作用受到了限制。

（2）M-EMS 攪拌難以改善高碳鋼的中心碳偏析。圖1為有無電磁攪拌澆鑄含碳0.61%的彈簧鋼大方坯的中心碳偏析比較。M-EMS攪拌雖然使中心偏析的偏差值和峰值大大降低，但中心偏析的平均值變化不大。因此，僅采用M-EMS攪拌難以使碳的中心偏析得到根本改善。

對于芯部質(zhì)量特別是中心碳偏析要求較高的鋼種，如鋼軌鋼、軸承鋼、彈簧鋼、鋼簾線鋼等，單一的結(jié)晶器電磁攪拌工藝難以滿足芯部質(zhì)量的嚴格要求，需要采用復合攪拌工藝。目前，在高碳鋼大方坯連鑄中應(yīng)用最多的是結(jié)晶器 凝固末端電磁攪拌(M F-EMS) 。

電磁攪拌是借助電磁力強化鑄坯內(nèi)未凝固金屬熔液的運動，改變凝固過程的流動、傳熱和傳質(zhì)，達到細化晶粒、改善鑄坯質(zhì)量的目的。

根據(jù)電磁感應(yīng)定律，閉合回路內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時，閉合回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這里所說的“磁通量發(fā)生變化”可分為兩種情況。第一種情況是導電回路不動，穿過回路的磁通量隨時間而變化。第二種情況是導電回路與磁場之間有相對運動，即導體切割磁力線。

從攪拌金屬液的流動方式來分，電磁攪拌有3種形式，一是水平式，即感應(yīng)線圈平行于鑄形的軸線方向，固相粒子在準等溫面內(nèi)流動，攪拌的作用是固相粒子球化的主要機制;一種是垂直式，即感應(yīng)線圈與鑄形的軸線方向垂直;另一種是上述兩種旋轉(zhuǎn)方式的結(jié)合，即螺旋式。影響電磁攪拌效果的因素有攪拌功率、冷卻速度、金屬液溫度、澆注速度等。由于電磁攪拌的局限性(“集膚”效應(yīng))，通常認為，直徑大于6英寸(約150mm)的鑄坯不宜采用電磁攪拌法生產(chǎn)。本節(jié)將簡單介紹電磁攪拌的原理、電磁攪拌器的設(shè)計以及有關(guān)電磁特性方面的問題。

美國Corning公司生產(chǎn)，包含三種數(shù)字顯示的產(chǎn)品：

Corning數(shù)字式加熱板；

Corning數(shù)字式攪拌器；

Corning加熱攪拌器