Modelling and application of a linear final electromagnetic stirrer for the continuous casting billet

In recent years with the stress on the production of clean steels, there are higher requirements for the microstructure and the composition homogenization of the cast product. The application of electromagnetic stirring (EMS) technique promotes the formation of an equiaxed crystal zone in the strand. It causes the refinement of the solidification structure, the reduction in the content of inclusions and improvement in the quality of the surface, sub surface and the inner structure of the cast product. This thesis work is aimed at modelling and applying the EMS technique at the final stage of solidification to improve the quality of the cast product. Simulation for the Electric and Magnetic fields, Turbulent flow field and thermal field are carried out in the COMSOL Multiphysics software. Various simulations are performed by changing the surface current given to the coils of final electromagnetic Stirrer. Comparison is done on the billets produced with and without electromagnetic stirring at macrostructure level. Centre line segregation is revealed during the process.

Negli ultimi anni, nei quali c’è stato uno sviluppo nella produzione dell’acciaio, vengono richieste elevate caratteristiche al prodotto finale sotto l’aspetto della microstruttura e del livello di omogeneizzazione. L’utilizzo della tecnica EMS (electromagnetic stirring) favorisce la formazione di una zona con cristalli equiassiali nell’elemento. Questo porta ad avere un miglior raffinamento strutturale nel prodotto dopo la solidificazione, la riduzione della quantità di inclusioni e il miglioramento della qualità della superficie, sub-superficie e della parte interna del prodotto finale. Il lavoro svolto durante questa tesi ha avuto l’obbiettivo di modellizzare e applicare la tecnica EMS nella fase finale della solidificazione del materiale con lo scopo di migliorarne la qualità. Per effettuare simulazioni che comprendessero fenomeni legati a campi magnetici, campi elettrici, flussi turbolenti e termici è stato utilizzato il software COMSOL Multiphysics. Nelle diverse simulazioni svolte è stata fatta variare la corrente superficiale dello Stirrer finale. Il confronto dei risultati sotto l’aspetto della microstruttura finale è stato fatto su billette prodotte con o senza l’utilizzo dello Stirrer elettromagnetico.Durante il processo è stata rilevata una linea centrale di segregazioni.