听说过钢铁行业的“连铸与电磁搅拌”技术吗？一般人对此都不甚了了。这不奇怪，没有接触过嘛。

10月29日，力学所的二十多位老科技工作者聚在所里的小礼堂，听取毛斌研究员向大家所做的《连续铸钢与电磁搅拌》科普报告。毛斌真不愧是我国这个领域里的高级专家，他有条不紊地把这项技术的工作原理、基本概念、发展历史及其在冶金工业中的地位，还有电磁技术的优缺点、问题如何解决及其理论依据等等，清晰明确地娓娓道来。

毛斌首先告诉大家，“连续铸钢”简称“连铸”，是将钢水连续铸造成各种形状铸坯的枝术，是一项对传统模铸技术的革命，目前已在世界钢铁领域内占据了统治地位。

图1 毛斌研究员在做科普报告《连续铸钢与电磁搅拌技术》

在报告的第一部分，毛斌介绍了电磁搅拌及其在连铸中的应用。他首先给出了定义：连铸是连续铸钢的简称，是钢水在其运动过程中连续凝固成一定横断面铸坯的过程。连铸是钢锭模浇铸的一项革命性变革。他接着介绍了我国上世纪50年代至今连铸的发展历程、全国各类型连铸机的状况，使大家明确知道在我国近8亿吨粗钢产量中，用连铸生产的超过98%，占绝对统治地位。连铸能有如此地位，取决于它的技术经济优势：简化生产工序，提高金属收得率，节约能量消耗，基建投资减少，易于实现机械化、自动化，产品均一性好、铸坯质量提高，和扩大连铸钢种。当然连铸的产品也存在一些固有的缺陷，如表面缺陷、内部缩孔和中心偏析、形状扭曲和鼓肚等。目前，连铸电磁搅拌技术已成为改善连铸坯质量的重要技术手段，电磁搅拌器也已成为连铸机的规范配置。电磁搅拌技术（简称EMS）是借助在铸坯液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢水的运动，由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制铸坯的凝固过程。其优越性为“五高”：高能量密度、高清洁性、高可靠性、高可控性和高自动化；如果与异步电机相比较，电磁搅拌器则具有高出力、高感抗、低效率和低功率因数等特点。电磁搅拌的基础是磁流体力学，郭永怀所长在力学所创建了我国第一个磁流体力学研究室，从而为我所研究人员参与这项技术的研发铺垫了理论基础。

毛斌研究员向大家介绍了我国电磁搅拌技术的发展历程，目前国产电磁搅拌成套装置已占90%以上的国内市场份额，并开始参与国际市场的竞争。目前实用的电磁搅拌器有两种基本类型：旋转磁场搅拌器和行波磁场搅拌器。毛斌还介绍了各种搅拌器的原理、优势和连铸现场使用状况等，他参与研发的湖南中科电气的电磁搅拌器已全面超越国际主要厂商。

图2 报告会场上听众聚精会神

报告的第二部分为中间包通道式感应加热与精炼技术。毛斌研究员介绍说，连铸过程钢水必须具备合适而稳定的温度，它直接影响连铸的生产率和铸坯质量以至产品质量。唯一的办法是用外部热源来调控中间包的钢水温度，确保连铸过程的合适而稳定的温度或过热度。采用中间包加热技术调控钢水温度，可以使钢水过热度控制在目标温度的范围内，在自动加热模式下，温控精度可达目标温度的±1℃。通道式感应加热技术的加热机理是非接触式加热，即通过电磁感应将电能转化成钢水的热能，其热量几乎全部直接加在钢水体积元上，加热效率可达90%以上；并兼具加热钢水功能和去除夹杂物特别是小型夹杂物的精炼功能；而且对环境方面，噪音和电磁辐射基本无影响。所以，人们称之为中间包通道式感应加热与精炼技术。接着，毛斌介绍了中间包通道式感应加热与精炼技术在国外发展概况，感应加热的工作原理，钢水内夹杂物的去除机理，包括缩箍效应和上升气流的影响以及技术前景等。

最后，毛斌报告了他参与研发成功的、具有自主知识产权的“中间包八字型通道感应加热与精炼装置”及其应用情况。某钢厂在轴承钢连铸过程中的试验表明，轴承钢在感应加热工况下钢水温度在目标温度±2℃范围波动。在中间包感应加热与精炼条件下，钢水中全氧含量降低15%以上，去夹杂物效果显著。另一特钢厂某次偶发的运行事故也从一个侧面说明该技术的有效性：由于设备故障，中间包车在中途停留了12分钟，待中间包车开至浇铸位时7流水口中只开浇了3流。在这种条件下运行对常规连铸来说是不可想像的，但是依靠感应加热装置的加热能力，最终两炉连浇完成。其中第一包150t钢水浇铸了75分钟；第二包150t钢水在120分钟内顺利浇完，浇铸时间比常规的延长了一倍；钢水过热度控制非常精准。中间包通道式感应加热与精炼技术不仅使连铸人追求的低过热度恒温浇铸成为现实，而且有可能对整个连铸过程产生深刻的影响：它不仅降低了中间包前炼钢炉出钢温度或精炼炉上线温度和相应的耐材消耗，并影响中间包后面的连铸工艺。由于中间包八字型通道感应加热与精炼技术对连铸过程的良好效果，随着该项新技术的推广应用并日趋成熟，获得更致密、更洁净的铸坯以至更高的产品质量将不是奢望！

图3《连续铸钢用电磁搅拌的理论与技术》

会上毛斌展示了2012年2月由冶金工业出版社出版的《连续铸钢用电磁搅拌的理论与技术》一书，作者毛 斌   张桂芳  李爱武。该专著共十一章，计58万多字。 该书总结了作者近30年从事连铸电磁搅拌的理论研究和工业实践的心得体会。书中深入浅出地阐述了电磁搅拌机理和连铸冶金机理，详细分析了各种电磁搅拌技术在不同连铸机型和不同位置对不同钢种的应用持点和治金效果，同时还包含了科研院所、高校、钢厂对连铸电磁搅拌的数值模拟、实验研究和工业应用的成果，以及设备制造厂家的电磁搅拌配置案例。该著作比较全面地反映我国连铸电磁搅拌技术的理论、科研、应用、设计与创新水平。

在精彩报告和分会会员们积极的互动中，近两个小时的活动时间很快就过去了。老同事们对毛斌研究员三十多年来矢志致力于我国的连铸事业，对我国冶金工业作出的重要贡献，给予很高的评价；并一致赞赏他的报告丰富、翔实，体现了力学理论、技术创新与生产实际紧密结合。

中科院老科协力学分会尚嘉兰报导

2014.11.