Одним из наиболее существенных преимуществ ЭМП является то, что этот процесс обеспечивает образование равноосных кристаллов при затвердевании непрерывного слитка. Это объясняется взаимодействием двух основных факторов. Первый состоит в том, что вершины дендритов обламываются или оплавляются и служат центрами образования равноосных кристаллов. Второй заключается в снятии перегрева металла в результате высокого конвективного теплопереноса на фронте затвердевания и оплавления дендритов. Жидкий металл слегка переохлаждается ввиду переохлаждения вершин дендритов, и с этого момента начинается рост равноосных кристаллов. По мере роста центров кристаллизации происходит переход от столбчатой к равноосной структуре слитка.
Положительное влияние ЭМП на все виды осевой сегрегации, в том числе на сегрегацию, обусловленную образованием мостов, V–образную сегрегацию и сегрегацию, связанную с выпучиванием широких граней слябов, можно объяснить меньшей склонностью равноосной структуры к образованию таких дефектов.
ЭМП является эффективным средством повышения качества поверхности и внутренней структуры непрерывнолитых заготовок. ЭМП металла в кристаллизаторе способствует снижению количества дефектов (неметаллических включений и газовых пор) в поверхностном и подповерхностном слое НЛЗ, уменьшению пораженности заготовок внутренними трещинами, увеличению доли мелкозернистой структуры отливаемых заготовок.
Кроме того, использование ЭМП стали в кристаллизаторе позволяет увеличить толщину и прочность корочки затвердевающего слитка, снизить потери ручьев МНЛЗ из-за прорывов металла, увеличить предельную скорость разливки металла.
Создаваемое системой ЭМП магнитное поле, проникая сквозь затвердевшую оболочку слитка, инициирует в жидкой стали вихревые токи, под действием которых металл начинает вращаться. Скорости потоков расплава под действием ЭМП составляют от 0,1 до 1,0 м/с.
Скорости потоков металла (в системах с вращающимся магнитным полем), попадающего в зону перемешивания, определяются в основном вязкостными силами, а за зоной ЭМП – инерционными. Вращательное движение, происходящее в кристаллизаторе (при применении ЭМП с вращающимся полем) распространяется по длине НЛЗ от 1,5 до нескольких метров.
Перемешивание расплава в кристаллизаторе снижает концентрацию примесей в поверхностном слое и уменьшает глубину следов качания кристаллизатора на поверхности слитка.
При движении стали с высокой скоростью вдоль фронта затвердевания сокращается опасность «запутывания» неметаллических включений и газов в растущих дендритах. Этим объясняется высокая чистота подповерхностной зоны слитка.
Применение ЭМП подавляет процесс образования мостов в НЛЗ, что обеспечивает получение более равномерного распределения неметаллических включений вдоль его осевой зоны.
Потоки расплава, формируемые ЭМП, способствуют более быстрому снижению перегрева за счет увеличения теплоотдачи от жидкого металла. Это уменьшает термический градиент перед фронтом затвердевания и способствует созданию условий для роста равноосных кристаллов. Столбчатые кристаллы в зонах, подвергшихся ЭМП, прекращают свой рост и, следовательно, варьируя параметрами ЭМП можно контролировать размеры зон столбчатых и равноосных кристаллов. Это, в свою очередь, позволяет снизить развитие макроликвации и пористости слитка.
Структура слитка, полученного при использовании ЭМП, имеет зону равноосных кристаллов в 1,5 - 2,0 раза шире, а макроликвацию заметно меньше (рис.4.7).
Высокоуглеродистая катанка, полученная из заготовок, отлитых с ЭМП, обладает более высокой способностью к волочению.
с ЭМП
без ЭМП
1 - мелкозернистая корка;
2 - зона столбчатых кристаллов;
3 - зона равноосных кристаллов.
Рисунок 4.7 — Изменение кристаллической структуры слитка при
электромагнитном перемешивании металла в
кристаллизаторе
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.