凝固过程广泛存在于冶金过程中,凝固过程影响着钢的组织,而组织又决定了钢的性能,同时凝固又影响了钢的偏析。晶粒细化可以解决上述问题。随着钢铁行业的迅猛发展,传统的凝固细晶方法已不再适应现有的冶金发展,因此有必要发展新的凝固细晶方法。以目前主流的电磁搅拌凝固细晶为依托,在金属的凝固过程中细化的晶粒来源并不都是来自于电磁搅拌所形成的,另外电磁搅拌的装置一般较庞大,后期的使用和维修较不便,另外电磁力也存在不均匀性。为此在此基础上电磁能细晶技术被提出,该技术在不同的电磁技术上产生不同的电磁效果。针对钢的凝固过程,低频电磁能细化晶粒技术相对较为可行。本文以高锰钢(ZGMn13)作为实验研究对象,开展低频电磁能凝固细晶技术初步实验。本实验由加热装置、熔炼装置、电磁能装置和温度测试等附属装置组成。实验过程中采用光学显微镜观察凝固组织形貌,用ICM、Origin软件分别计算和统计了凝固组织的晶粒尺寸,采用光谱仪测试了凝固组织不同部位元素的偏析程度。实验分析了不同磁场频率下,距铸锭底部10mm、100mm、200mm处铸锭心部及1/2半径处晶粒尺寸,发现铸锭底部的晶粒尺寸明显好于中上部,在铸锭心部20HZ下晶粒尺寸最小大约为103um,与未处理晶粒尺寸114um相比,细化9.6%,在铸锭1/2半径处,随磁场频率增加,不同铸锭部位晶粒尺寸逐步减小,在60HZ下距铸锭底部200mm处细化程度达到最大,大约细化32%。实验分析了铸锭的中心缩孔,发现随磁场频率的增加铸锭的中心缩孔的面积、纵深度逐渐减小,在60HZ下达到最小,与未处理的中心缩孔相比大约减小60%。实验分析了铸锭各元素偏析,分别在铸锭边部、1/2半径、心部处沿直径方向均匀取点,发现处理以后C呈现负偏析,Si元素加磁处理与未处理波动性不大,而加磁处理以后Mn元素降低了负偏析程度,在偏析指数上,C的偏析指数与未加磁处理时相比稳定波动在1附近,其中,中心部位降低最为明显大约降低0.138。Si的偏析指数加磁处理后集中分布在0.997与1.007之间,Mn的偏析指数加磁过后稳定在1附近。从中可以看出电磁能可明显改变铸锭的偏析,可使凝固过程中的成分变得更加均匀。在相同凝固条件和同一磁场条件下,在低频参数下电磁能有积极作用,平均消耗功率小于电磁搅拌技术的平均消耗功率。现有的实验设计在钢的铸造过程中具有良好的应用前景,为增强低频脉冲电磁能细化效果,设计出一种新型的电磁线圈组合方式,工业化正在逐步完成。