55SiCrA彈簧鋼為中高碳合金鋼,固液兩相區較大,鑄坯易出現柱狀晶發達,中心碳偏析、中心疏松和縮孔嚴重的情況。大量的實踐證明,結晶器電磁攪拌可擴大中心等軸晶率,使中心凝固組織致密,從而減少中心疏松,縮孔以及中心偏析。結晶器電磁攪拌通過在結晶器內產生電磁力使鋼液強制旋轉運動,在實際生產中,當結晶器電磁攪拌器確定以后,攪拌電流和頻率是2個主要的控制參數。
科研人員針對某廠55SiCrA彈簧鋼小方坯連鑄坯存在的中心等軸晶率低、比較嚴重的中心碳偏析、中心疏松和縮孔等內部質量問題,系統研究了不同電磁攪拌工藝參數對斷面150mm×150mm結晶器內磁場特性的影響,并通過工業試驗研究了結晶器電磁攪拌(M-MES)電流和頻率對宏觀凝固組織和鑄坯碳偏析的影響。
研究結果表明:結晶器電磁攪拌(M-MES)電流增大,中心等軸晶率提高,鑄坯中心碳偏析減小;攪拌頻率對等軸晶率和鑄坯中心碳偏析的影響呈非線性;優化最佳匹配的電磁攪拌電流和頻率分別為320A和3.5Hz時,中心等軸晶率從18.5%增加到32.5%,中心碳偏析指數從1.23降低到1.04,消除了中心縮孔和角部裂紋,鑄坯內部質量有明顯的改善。