随着超临界机组及超超临界机组的高速发展,作为可提高火力发电机组效率的高合金耐热材料成为研究热点,其中以TP91耐热钢的研究尤为重要。TP91耐热钢是发电机组主蒸汽管道参数由560℃到593℃过渡的重要材料之一,而TP91耐热钢在传统连铸过程中由于补缩能力不足极易产生中心裂纹、疏松、缩孔和严重的成分偏析等缺陷,极大的降低了其使用性能。因此为提高TP91的应用,急需解决上述缺陷问题。本课题针对TP91耐热钢连铸坯中存在的缺陷,采用了不同电磁搅拌方式进行改善。首先分析了不同电磁搅拌方式下电磁搅拌器内磁感应强度的分布规律,并利用低熔点合金模拟实验探究了不同电磁搅拌方式对金属液流动补缩行为的影响,最后结合TP91耐热钢的特性研究不同电磁搅拌方式对其中心裂纹、疏松、缩孔、成分偏析以及组织的影响,主要研究内容如下:（1）当电磁搅拌参数为350 A/12 Hz时,旋转电磁搅拌器内在径向磁感应强度变化微小,在轴向磁感应强度从中心向两侧递减,其中心位置处磁感应强度为0.11 T;立式电磁搅拌器内磁感应强度在垂直于搅拌器方向上,随着距搅拌器距离的缩小,磁感应强度迅速增加,其最大值为0.23 T,在水平方向上磁感应强度由中心向两侧递减。（2）低熔点合金物理模拟实验表明:在凝固过程中,立式电磁搅拌方式使金属凝固坯壳的斜率变大,搅拌深度变深,补缩能力增强,且液芯位置向远离搅拌器一侧偏移;旋转电磁搅拌方式使得凝固坯壳斜率变小,搅拌深度变浅,补缩能力减弱,且液芯位置不变;上述现象有助于进一步分析不同电磁搅拌方式对金属液流动补缩行为的影响规律。（3）基于低合金物理模拟实验结果,对不同电磁搅拌方式对TP91耐热钢铸坯补缩能力（u/D）的影响进行对比分析,其结果表明:（u/D）V-EMS>（u/D）R-EMS。（4）对比不同电磁搅拌方式对TP91耐热钢铸坯宏观组织的影响可知:在无电磁搅拌下,TP91耐热钢铸坯宏观组织以柱状晶为主,等轴晶比率为5%左右;在旋转电磁搅拌下,其等轴晶比率提高至78%左右;而在立式电磁搅拌下,等轴晶比率进一步提高至85%;由此可知,立式电磁搅拌更有利于扩大等轴晶区。（5）对比不同搅拌方式和不同起始时机对TP91耐热钢铸坯等轴晶粒尺寸的影响可知:在无电磁搅拌下,平均晶粒尺寸为160μm;在旋转电磁搅拌方式下,当起始搅拌时机为90 s和150 s时,其平均晶粒尺寸分别为95 μm和86 μm;而在立式电磁搅拌方式下,当起始搅拌时机为90 s和150 s时,平均晶粒尺寸分别为70 μm和88 μm,因此选择合理的搅拌方式和起始搅拌时机有助于细化晶粒。（6）立式电磁搅拌使铸坯中的熔体沿铸坯纵向做环流运动,强化上部高温液体与下部低熔点液体的混合,实现溶质互换,从而降低C、Cr元素的偏析,改善了铸坯质量。综上所述,立式电磁搅拌更有助于改善TP91耐热钢铸坯的中心缺陷,细化晶粒,改善宏观组织,提高铸坯质量。