随着连铸技术的快速发展，电磁搅拌技术应用越来越广泛，结晶器电磁搅拌是应用最为广泛的连铸电磁搅拌技术，电磁搅拌技术对提高连铸坯的等轴晶率、细化凝固组织、改善夹杂物分布并促进成分均匀化具有重要作用，现今超级钢的开发，要求在现有条件下最大幅度地提高铸坯的等轴晶率，并使凝固的成分及夹杂物分布更加均匀，充分发挥出电磁搅拌冶金功能，因此，需要对电磁搅拌提高铸坯等轴晶率、细化及均质化凝固组织的作用效果和作用机理进行更深入的研究。2003年攀钢新建的6机6流大方坯连铸机引进了结晶器电磁搅拌装备技术，为了确定攀钢大方坯连铸典型钢种的电磁搅拌工艺制度，开展了大方坯连铸结晶器电磁搅拌技术应用研究，为此，本文采用大方坯低碳钢铸坯为试验钢种进行了试验，重点进行了电磁搅拌电流参数的改变对铸坯的内部质量影响的研究。
    试验方法
    试验材料是低碳钢
    有关结构参数及其在结晶器中的安装位置数据，见图1所示。电磁搅拌装置安装在结晶器上口之下4 0 0 m m处，外接三相交流电，工作频率可调，大方坯连铸机结晶器电磁搅拌方式为顺时针旋转搅拌，通过变频变压调节，可改变搅拌强度。
    采用对比试验研究的方法，分析大方坯连铸典型钢种不同电磁搅拌电流强度对铸坯表面质量和内部质量的影响。同时考虑到攀钢结晶器电磁搅拌额定电流为565A，电流过大会将降低搅拌线圈使用寿命和卷入结晶器保护渣，试验采用的最大电流为500A。根据钢碳含量及铸坯内部质量要求。
    试验结果
    对铸坯低倍质量的影响
    结晶器电磁搅拌电流O～350A对HRB335钢连铸坯低倍质量的影响：①搅拌电流由OA增至350A，铸坯中心区域等轴晶率由21.22%增至26.51%，增加5.29%；②0～350A的搅拌电流对HRB335钢铸坯中心偏析、中心疏松、中心缩孔、角部内裂等没有明显影响；③未采用电磁搅拌，铸坯中间裂纹评级略有上升，但中间裂纹评级均≤1.5级，基本具备开展电磁搅拌强度调整扩大试验的条件。
    对铸坯断面成分均匀性的影响
    采用化学分析法分析铸坯横断面上宽度方向和厚度方向1/2/1/4和1/8处偏析较严重部位的偏析指数，电磁搅拌对HRB335刚铸坯横断面碳成分偏析。
    采用0~350 A的结晶器电磁搅拌电流，铸坯横断面碳成分分布均比较均匀。因此，HRB335等低碳钢连铸结晶器电磁搅拌电流采用0～350 A，可满足连铸生产顺行和获得表面质量和内部优良的铸坯，以实施热送热装工艺的需要，具备开展低碳钢连铸电磁搅拌强度调整扩大试验的基本条件。
    试验结果分析
    由于铸坯的凝固过程是一个非平衡过程，凝固过程中固相和液相中溶质元素的再分配决定于溶质在固、液相的溶解度，由于溶质元素在固相中的溶解度低于在液相中的溶解度，因此凝固开始时，在固、液界面处就会发生溶质元素的析出和浓度的增加，溶质元素开始向液相扩散或移动，根据凝固界面处的溶质守恒原理，可导出液相中溶质浓度的表达式，    可见，凝固前沿的温度梯度越大，浓度梯度越大，α增大。GL越大．造成溶质元素的中心偏析越大；拉速增加，凝固速度降低，也是α增大，溶质元素的中心偏析增大。
    在晶粒周围存在一个对流作用较弱的扩散边界层，过冷度包括由成分过冷引起的△Tc和温度过冷△Tt在这个微区内的温度和成分分布是控制晶粒生长行为的重要因素。在边界层中溶质浓度分布是从晶粒到液相逐渐降低，即存在局部的负的浓度梯度，因而液相线为由低到高。同时由于结晶潜热的释放，使得扩散边界层中温度从晶粒向液相也是渐低的，即存在负的温度梯度，因而晶粒可以通过向液相直接排出结晶潜热而不断长大。
    使用结晶器电磁搅拌后，在电磁力的作用下，凝固前沿的液相对流会加剧，对以柱状晶生长的凝固前沿进行冲刷和清洗，凝固前沿的液相流动使母液与两相区的液体互相混合，使溶质浓度趋向均匀。这时，溶质元素在固、液相间的CS和CL不再服从平衡分配系数，而引入有效分配系数，
    于是，电磁搅拌造成的液体流动对两相区的冲洗深度就决定于固相分率fs，处于结晶器位置的铸坯，凝固刚刚开始，此时的fs很小，Keff较大，接近于1，溶质元素是接近均匀分布的。
    在搅拌过程中，将较冷的熔体带人熔体内部而将温度较高的熔体带来补充，从而延缓了这些部位温度的降低，推迟了表层稳定凝固壳层的形成。较冷的熔体进入内部，较热的熔体到表层受到冷却，这种混和作用加速了内部熔体温度的降低，从而使全部液态金属在一个相对较短的时间内降到凝固温度，整个熔体处于过冷状态而不只是表层，并且温度相对均匀。同时金属液体的紊流，使金属液中许多小的热起伏和成分起伏区域同时具备了形核条件，从而可以大量生核，并使得晶粒在熔体内部运动漂移过程中得以留存下来继续长大。

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