王 璞，铁占鹏，肖 红，张 壮，唐海燕，苗红生，张家泉✉

1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 西宁特殊钢股份有限公司，西宁 810005 3) 湖南中科电气股份有限公司磁电研究院，岳阳 414000

特殊钢长材是机械制造用轴类零件加工的重要基料，多采用连铸方坯热轧棒材工艺生产. 铸坯的均质性对棒材产品质量及其成品热处理性能有重要影响，诸如中心缩孔和宏观偏析等铸态缺陷往往在后续热加工过程中难以消除，从而直接影响轧材的探伤合格率和产品的热处理性能. 当前，连铸生产中主要基于在炉机匹配条件下的合适钢水过热度与拉速，并组合运用结晶器电磁搅拌(Mold electromagnetic stirring, M-EMS)、末端电磁搅拌 (Final electromagnetic stirring, F-EMS)和/或凝固末端轻压下手段来寻求一个较佳的浇铸工艺窗口以获得满足轧材质量要求的大方坯铸态组织[1-3].

长期以来，人们对连铸过程不同部位电磁搅拌对铸态组织的作用规律已有一定的认识. 比如，Ayata等[4]通过实验发现过热度越高的铸坯其等轴晶率越低，但在相同过热度下，使用M-EMS可明显提高铸坯的等轴晶率. Wu等[5]研究对比MEMS搅拌强度对中碳45钢凝固组织的影响发现，M-EMS不仅有利于铸坯等轴晶率的提高，铸态组织中一次和二次枝晶间距也随其搅拌强度的增大而明显减小，并通过原位分析证实铸坯中心凝固组织致密度提高也可明显改善中心线偏析. 但过强的M-EMS也会对浇铸与质量控制产生不利影响，如液面波动、铸坯皮下5～15 mm内负偏析带以及内部分散型正偏……