电磁搅拌对连铸坯凝固组织影响的研究

"直浇道电磁搅拌对连铸坯凝固组织影响 (2002年)，这篇论文探讨了在直浇道外施加电磁搅拌技术如何改善连铸坯的凝固组织，以提高其质量。通过实验研究和数值模拟，作者揭示了电磁搅拌对于铸坯微观结构和凝固过程的具体影响，包括晶粒细化、等轴晶区扩大和柱状晶区减小。同时，论文指出在降低过热度的情况下，电磁搅拌能够防止直浇道堵塞，促进均匀快速的凝固，进一步优化铸坯质量。" 正文： 连铸坯的中缩和偏析缺陷是影响其质量的主要因素，这些缺陷主要源于金属液在凝固过程中的收缩和固液两相区的存在。为了克服这些问题，科研人员探索了各种方法，其中一种是通过电磁搅拌技术来改善连铸过程。 电磁搅拌（EMS）是一种利用磁场作用于金属液，改变其流动性和促进均匀凝固的技术。在这篇2002年的研究中，研究人员选择了低熔点的Sn-3.5%Pb合金作为试验材料，通过实验和数值模拟来深入理解直浇道外电磁搅拌对连铸坯的影响。实验结果显示，施加电磁搅拌后，铸坯的晶粒明显细化，这有助于提高材料的机械性能。此外，等轴晶区扩大，这意味着铸坯内部的晶体结构更加均匀，这对于减少偏析和提高材料的整体质量至关重要。相反，柱状晶区减小，表明凝固过程中的方向性减少，进一步增强了铸坯的均匀性。 在降低过热度的条件下，电磁搅拌的作用尤为显著。过热度是影响中缩缺陷形成的关键因素，过高的过热度会增加中缩缺陷的形成概率。通过电磁搅拌，即使在较低的浇注温度下，也能避免直浇道堵塞，确保连铸过程的顺利进行。同时，搅拌还导致铸坯的凝固组织更加细小，这对提高铸坯的内在质量和减少冶金缺陷具有积极影响。 Yokoya等人提出的旋转流入铸型的方法也与电磁搅拌有相似的效果，即通过调整金属液的流动模式，可以减轻液面波动，促进温度分布的均匀化，从而获得内外质量均优的连铸坯。电磁搅拌在此基础上，通过动态扰动金属液，不仅改变其流动形态，还能提高直浇道内的最低温度，使得整个浇道内的温度分布更加均匀，这对于减少因温度不均引起的凝固问题十分有利。 直浇道电磁搅拌技术是一种有效改善连铸坯凝固组织和提高其质量的方法。通过实验与数值模拟相结合，研究者揭示了电磁搅拌对金属液流动、凝固过程以及缺陷形成的影响，为连铸工艺的优化提供了理论支持和实践指导。这一技术的应用有望在实际生产中显著提升连铸坯的品质，减少冶金缺陷，提高整体的铸造效率。