振荡磁场下凝固层夹杂物捕集模拟实验.pdfVIP

维普资讯 · 48· 世 界 钢 铁 2007年第6期 振荡磁场下凝固层夹杂物捕集模拟实验 (日)YMiki，KYamane，YKishimoto 摘要 研究了J{】低熔点合金来模拟在最初凝固层中，夹杂物和气泡的捕集过程。重点是观察和分析在振荡磁 场作用下，液体流动速度的变化所带来的影响。实验结果表明，高流速会阻碍微粒的捕集，而且由振荡磁场诱 导的液体流速变化会减少被捕集的气泡和夹杂物的数量。这些现象可以用微粒周围的拖曳力和液体流速的 加快来解释。 关键词 连铸 表l喵质量 气泡 夹杂物 磁场 0 前言 1．1．2 振 荡磁 场 近年来，对汽车用超低碳钢的质量要求越来 为了检验流速波动对夹杂物和气泡捕集的影 越高。夹杂物和气泡在结晶器中移动，并在最初 响，进行低熔点合金的模拟实验。图2是实验装 凝固壳中。气泡常常附着在一些小的夹杂物上， 置示意图。合金熔点70~C，同时可 以循环流动。 从而导致表面缺陷。为了获得 良好的板坯表面质 铸模截面400mmX50mm，然后水冷。在预定时 量，钢水在结晶器中的流动状态是很重要的。一 刻，排放出合金熔体，分离出凝固壳层。凝固层中 些研究表明，高速的钢水流动会阻碍夹杂物和气 的气泡和夹杂物的数量用超声波方法检测。需要 泡的捕集，这是由于夹杂物和气泡周 围的力造成 说明的是，在凝固层的凝固过程 中，对结晶器 中施 的。为了使结晶器中的钢水流动呈现 良好的状 加了一个交变振动的磁场 ，以考察磁场的影响。 态，运用了多种多样的磁场。最近的实验结果表 明，钢水的流动速度对冲出夹杂物和气泡意义重 大。但是，钢水流速波动到底是影响夹杂物的捕 集，还是影响保护渣卷渣 尚未澄清。本文研究了 在振荡磁场力作用下，用熔融钢水和低熔点合金 来模拟熔体的流速和流速波动的情况。 1 实验 1．1 实验方法 图2 试验装置示意 图 1．1．1 流动速度的影响 为了检验钢水流动速度的影响，进行了30kg 1．2 实验结果 钢水模拟实验。图1是实验装置示意图。用一个 1．2．1 钢水流动 的影响 棒插入钢水中旋转，从而在棒和钢水之间产生相 图3示出了一个凝固层 中夹杂物的样本，以 应流动速度 ，此时棒周围的凝固层会在浸泡2min 后逐渐形成。凝固层中的夹杂物用显微镜观测。 未能溶解的A10．001％~0，003％ 图1 转动棒浸入试验示意图 图3 流速与夹杂物捕集之间的关系 维普资讯 世 界 钢 铁 ·49· 及钢水流速与凝壳中被捕集的夹杂物数量的关系 中被捕集的夹杂物和气泡的数量。板坯宽边中部 示意图。钢水的流动大大减少了凝固层中被捕集 气泡和微粒的数量比窄边中部更多。板坯中部的 夹杂物的数量。值得注意的是，当钢水的流速大 钢水流速之所以较小，是由于水 口两个喷嘴对称 于0．15m／s时，被捕集的夹杂物的数量会至少减 性所致。而气泡和夹杂物在低流速的钢水中容易 少到无钢水流动状态下的十分之一。 被捕集。在振荡磁场的作用下，被捕集的气泡和 1．2．2 低熔点合金实验结果 夹杂物的数量减少了，而且没有发现直径大于 图