日前,中国金属学会在常州主持召开了由中天钢铁集团有限公司和上海大学共同完成的《PMO-EMS组合调控高均质化矩形坯连铸技术》科技成果评价会。中国金属学会理事长干勇院士、中国工程院院士毛新平、中国金属学会常务副理事长赵沛等9位专家组成的评价委员会认为该技术属于国际首创,整体达到国际领先水平。

       钢的均质化问题已成为质量提升的技术瓶颈,控制凝固过程是实现均质化的最重要环节。细化金属凝固组织是实现凝固均质化的最有效手段,许多有色金属可以通过化学法(变质处理、添加形核剂等)获得理想的凝固组织,但是钢铁材料一直缺乏便捷有效的细晶技术。

       PMO-EMS组合调控高均质化矩形坯连铸技术针对连铸坯均质化这一国际冶金界产品质量提升的瓶颈问题,利用上海大学CAST团队原创的脉冲磁致振荡(简称PMO)促进形核和电磁搅拌(简称EMS)强制对流作用,使PMO作用下形成的晶核均匀分布于铸坯液芯中,从而大幅度提高了铸坯均质化效果及其稳定性。

铸坯凝固组织比较(对比铸坯存在粗大的柱状晶组织和中心缩孔;处理铸坯等轴晶大幅度增加并细化,柱状晶减少,组织对称性好,且消除了中心缩孔)

       项目技术在中天钢铁集团有限公司实现了工业化应用,显著提高了铸坯均质化水平,典型产品轴承钢、齿轮钢和高碳工具钢等220×260矩形坯的等轴晶率分别提高40%、108%和95%,铸坯中心碳偏析指数低于1.05。该技术装备稳定可靠,对小批量多钢种的特钢连铸生产适应性强、效果稳定。同时,项目技术对连铸坯凝固组织及宏观偏析有显著且稳定的改善效果,优于末端电磁搅拌和轻压下技术。该技术推广应用将极大地提高钢铁产品品质和竞争力,具有巨大价值。

       在听取了项目完成单位的技术研究报告,审阅了相关技术材料,并到中天钢铁公司项目技术应用现场进行考察后,评价委员会认为该项目的主要创新点为:(1)将PMO线圈安装于矩形坯足辊下方,利用磁致过冷效应,促进固液界面形核;(2)在PMO线圈下方,通过优化EMS位置,利用其搅拌作用,将晶核均匀分布于铸坯液芯中,防止晶核集中堆积于铸坯外弧,从而提高铸坯组织和成分分布对称性。

专家组考察现场

       专家们建议项目组进一步深化PMO对铸坯凝固过程作用的机理研究,并加快该技术的推广应用。