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上海宝钢 EMD 和 EMES 研究简介 周月明，温宏权，马新建 摘要:20 世纪 90 年代末以来，上海宝钢启动了材料电磁过程 （EPM ）研究。在双辊薄带连铸中，为了实现 电磁侧封 （EMD ），用 Sn-15%Pb 合金进行了从熔池侧面进行电磁约束的试验，并在交变电磁场下成功实现了从 侧面对 100mm 高的金属熔池的电磁封堵。另一方面，在传统热镀锌工艺中，由于锌锅内沉没辊是影响带钢生产 与质量的主要因素，基于电磁理论，描述了直流或交流磁场的电磁封流(EMES) 的基本原理，介绍并讨论了三种 无沉没辊镀锌技术 （行波磁场 EMES ，交变磁场 EMES，直流磁场 EMES）。最后指出电磁封流热浸镀技术实现 工业应用是可能的。 关键词: 电磁侧封；双辊薄带连铸；热浸镀；沉没辊；电磁封流；电磁场 1 前言 20 世纪 90 年代末，上海宝山钢铁公司展开材料电磁过程（EPM ）的研究，包括电磁软接触连铸，烧结矿 的电磁布料，以及IF 钢和硅钢的强磁场下退火处理等方面的研究，这些研究已经在实验室或工业规模上取得了 不同程度的进展。 本文主要就电磁侧封技术和电磁封流技术研究现状做一介绍。 2 电磁侧封研究 在双辊薄带连铸中，开发电磁侧封技术 (EMD) 旨在从熔池侧面约束即封堵熔池，从而取代传统的陶瓷侧 封堰，参见图 1，近年来受到世界冶金工作者和冶金企业的广泛关注[1-4] 。我们在这方面进行的研究包括数学分 析，磁场计算和模拟实验。 图 1 双辊铸造电磁侧封示意图 2 ．1 数学模型 稳定侧封时，假设不考虑钢水表面张力，EMD 附近存在电磁力和钢水静压力的平衡： P P （1） m s 式中， Pm 为电磁压力，Ps 为钢水静压力。参见图 1，设在y 0 ，磁势ϕ ≡ϕ0 ，y ≥0 时，∂ϕ/ ∂x 0 。从方 程（1）可得到位置x 0 处的电磁约束熔池侧壁形状表达式： z 8 ρg (Z 0 −z ) z y =−2(W +2(R −z ⋅cot(arcsin ))) log ( (W +2(R −z ⋅cot(arcsin )))) （2 ） 0 e 0 R πµϕ0 R ρ为钢水密度，g 为重力加速度，Z 为熔池总高度，z 为距离辊缝高度，B 为磁感应强度，µ为介电常数， W 式中， 0 0 为辊缝宽度，ϕ 与安匝数（I ，N ）有关，R 为辊径。 0 由（2 ）式计算得到的熔池侧壁形状曲线见图 2 。得到结论：（1）电流强度随侧封高度增加需要急剧增大; （2 ）合适的线圈匝数为 2~5; （3 ）辊径增大有助于实现电磁侧封。 1 a) Z =0.38m, R=0.6m, I=2 1kA, b) Z =0.2m, R=0.25m, I=10kA c) Z =0.2m, R =0.6m, I =5kA 0 0