專利名稱：內置式行波磁場電磁攪拌感應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電磁攪拌感應器，特別指一種安裝在結晶器殼體內部、銅套和內水套外的，適用于扁坯連鑄電磁攪拌用的內置式行波磁場電磁攪拌感應器。
背景技術：
目前冶金鋼鐵連鑄中廣泛應用的是方(矩)、圓形坯的結晶區(qū)、二冷區(qū)、凝固末端旋轉磁場電磁攪拌器，和板還上二冷區(qū)的行波磁場棍式電磁攪拌，對鑄還的冶金效果有一定改善。而對于扁坯來說，上述電磁攪拌都不適用。作為結晶區(qū)電磁攪拌，方(矩)、圓形坯采用的內、外置式電磁攪拌，該攪拌器均設計成空心圓柱體或空心長方體的結構形式，產生的是旋轉磁場。作為行波磁場的電磁攪拌，都安裝在二冷段或末端。作為扁坯連鑄中管式結晶器來說，是無法安裝外置式電磁攪拌的，也無法采用內置式旋轉磁場的電磁攪拌。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對背景技術中存在的扁坯連鑄中管式結晶器無法安裝外置式電磁攪拌，也無法采用內置式旋轉磁場的電磁攪拌的缺點和問題加以改進和創(chuàng)新，提供一種安裝于結晶器殼體內部銅套和內水套外、產生行波磁場，適用于扁還連鑄的電磁攪拌裝置的內置式行波磁場電磁攪拌感應器。本實用新型的技術方案是構造一種設置在連鑄結晶區(qū)的銅管和內水套外，由殼體和設置在殼體空腔內的感應器組成的電磁攪拌感應器，其中殼體是由外筒殼體、內筒殼體、上蓋板和下蓋板組成的一個內部為空腔的封閉殼體，其中上蓋板上設置有過電纜的防水密封栓；下蓋板上設置有與結晶器相通的進水孔和出水孔，且進、出水孔通過下蓋板上部設置的環(huán)形通道貫通，環(huán)形通道內設有將冷卻水引進外筒殼體和內筒殼體之間空腔內的分水網孔板和將冷卻水帶出的出水管；感應器包括對稱設置在內筒中心的鐵芯和繞制在鐵芯上的感應線圈，且線圈和鐵芯通過上固定板及下固定板固定在殼體的空腔內；其中鐵芯由磁性材料組成對稱的磁軛，感應線圈由輸入二相或三相交流電產生行波磁場并繞制在鐵芯上，且感應線圈為集中短距繞組或者克蘭姆繞組結構，并通過串聯(lián)或者并聯(lián)形成封閉的磁路。本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果本實用新型在連鑄扁坯結晶區(qū)設置電磁攪拌器，其最重要的特點是適用于扁坯連鑄的電磁攪拌裝置，安裝于結晶器殼體內部銅套和內水套外，能夠產生行波磁場，通過不同的攪拌模式可改善鑄坯表面、皮下和內部質量，增加等軸晶率，減少中心偏析，V形偏析；減少中心疏松、縮孔和內裂。填補了國內外扁坯管式銅套結晶區(qū)安裝內置式電磁攪拌器的空白。本實用新型可以在任何時間內運行，操作簡單，可以手工操作也可以自動運行，設備的安裝調試時間很短。本實用新型的可靠性很高，接近于100%。設備沒有任何移動部件，僅需要電力以維持運行。電磁攪拌器的運行成本很低，電力消耗僅為O. 8 3kWh/t，設備維護和冷卻水的成本僅為電力成本的25飛0%。

圖I是本實用新型主視圖。圖2是圖I俯視圖。圖3是圖I仰視圖。圖4是圖2A-A剖面圖。圖5是本實用新型下蓋板俯視圖。圖6是本實用新型除去上蓋板后感應線圈為集中短距繞組結構的俯視圖。圖7是本實用新型除去上蓋板后感應線圈為克蘭姆繞組結構的俯視圖。圖8是圖7B-B剖面圖。圖9是本實用新型內外筒均為矩形結構的俯視圖。圖10是本實用新型行波磁場作用下鑄坯內熔液運動示意圖。圖11是本實用新型線圈繞組示意圖。
具體實施方式
由圖I至11可知，本實用新型設置在連鑄結晶區(qū)的銅管13和內水套14外，由殼體6和設置在殼體6空腔內的感應器7組成，其中殼體6是由外筒殼體8、內筒殼體15、上蓋板10和下蓋板20組成的一個內部為空腔的封閉殼體，其中上蓋板10上設置有過電纜11的防水密封栓2 ;下蓋板20上設置有與結晶器相通的進水孔3和出水孔4，且進、出水孔通過下蓋板20上部設置的環(huán)形通道18貫通，環(huán)形通道18內設有將冷卻水引進外筒殼體8和內筒殼體15之間空腔內的分水網孔板21和將冷卻水帶出的出水管16 ；感應器7包括對稱設置在內筒15中心的鐵芯17和繞制在鐵芯17上的感應線圈12，且線圈和鐵芯通過上固定板9及下固定板19固定在殼體6的空腔內；其中鐵芯17由磁性材料組成對稱的磁軛22，感應線圈12由輸入二相或三相交流電產生行波磁場并繞制在鐵芯17上，且感應線圈12為集中短距繞組或者克蘭姆繞組結構，并通過串聯(lián)或者并聯(lián)形成封閉的磁路。本實用新型所述的感應線圈12繞制至少二組，分布在內筒15兩邊或者四周。所述的鐵芯17設有對稱磁軛22，磁軛22上均布有芯齒23，芯齒23之間形成齒槽，感應線圈12繞制在芯齒23上并置于齒槽內。所述的鐵芯17設有對稱磁軛22，感應線圈12對應均布或對稱的繞制在磁軛22上。所述的殼體6的外筒殼體8和上下蓋板內側設置有屏蔽筒體25和屏蔽蓋板24，殼體6內還設置有與進、出水孔相通的環(huán)形分水器26。所述的外筒殼體8設置為矩形或者圓形。所述的內筒殼體15設置為矩形，或者方形，或者橢圓形。本實用新型的結構原理本實用新型由全封閉的殼體6和設置在殼體內的感應器7組成，并設置于連鑄結晶區(qū)銅管13和內水套14外；設置在殼體6內的感應器7包括對稱分布的感應線圈12和鐵芯17 ;感應線圈由多組繞組組成，其對稱分布在殼體6中，其繞組數(shù)量為2-32個；感應線圈12繞組串聯(lián)或并聯(lián)，形成完整、封閉的磁路；感應線圈12同時通電，在殼體6內形成行波磁場；鐵芯17采用磁性材料組成對稱的磁軛22 ;鐵芯17上設置有產生行波磁場的感應線圈12繞組和上下固定板9、19。感應線圈12和鐵芯17組合后，感應線圈12輸入二相或三相交流電，在攪拌器中心產生行波磁場；感應線圈12為集中短距繞組結構或克蘭姆繞組結構；感應線圈12對稱分布在兩個方向或四周；感應線圈12串聯(lián)或并聯(lián)輸入交流電。鐵芯17設置在殼體6內對稱于內筒15中心，鐵芯17設有對稱磁軛22，磁軛22上均布有芯齒23，芯齒23之間形成齒槽，且鐵芯17通過設置在頂部和底部的固定板9、19與殼體6固定；鐵芯6設置在殼體6內對稱于內筒15中心呈環(huán)形。全封閉的殼體6包括一個外筒殼體8、一個內筒殼體15和上下兩塊蓋板10、20，其中所述的下蓋板20設置有兩個與結晶器相通的進水孔3和出水孔4，設置有與進水孔3相通的環(huán)形通道18，環(huán)形通道18設有將冷卻水引進外筒殼體和內筒殼體之間的空腔內的分水網孔板21和將冷卻水帶出的出水管16,還設置有螺孔5 ;上蓋板10上面設置有電纜11防水密封栓2。外筒殼體和上下蓋板內側設置有銅屏蔽筒體25和屏蔽蓋板24，下蓋板25設置有與進、出水孔相通的環(huán)形分水器26。外筒殼體8設置為矩形或圓形，內筒殼體15設置為矩形、方形或橢圓形。本實用新型的工作原理本實用新型由攪拌器鐵芯、線圈和非磁性不銹鋼殼體構成，是直線電機與旋轉電機的有機復合產物，都是由普通異步電動機的定子演變而來，可看作是異步直線電動機和異步旋轉電動機的復合體。如圖10所示，在金屬溶液周圍設置電磁攪拌器，當饋給線圈三相交流電時，就產生行波磁場M’由于該磁場的作用，在金屬熔液內產生感應電勢，從而產生感應電流(遵循右手定則)。該感應電流與當?shù)卮艌鱿嗷プ饔迷谌垡簝犬a生電磁推力P(遵循左手定則)，在電磁推力#的作用下金屬熔液做對流運動。而本實用新型主要是針對
偏坯，使金屬熔液在扁坯內部做類似橢圓運動。實施例I :由圖I至8可知，本實用新型由全封閉的殼體6和設置在殼體內的感應器7組成，并設置于連鑄結晶區(qū)銅管13和內水套14外，其中電磁攪拌器包括一個圓形的外筒殼體8和一個矩形的內筒殼體15，外筒殼體8和內筒殼體15之間的空腔內設置有鐵芯17、感應線圈12和上下固定板9、19，外筒殼體8和內筒殼體15通過上下蓋板10、20連接成整體，其中下蓋板20設置有兩個與結晶器相通的進水孔3和出水孔4，設置有與進水孔3相通的環(huán)形通道18，環(huán)形通道18設有將冷卻水引進外筒殼體8和內筒殼體15之間的空腔內的分水網孔板21和將冷卻水帶出的出水管16，還設置有螺孔5用于將攪拌器安裝于結晶器內。上蓋板10設置三個密封線圈引出電纜11的防水密封栓2及供吊裝用的吊裝孔。鐵芯17設置在殼體6內對稱于內筒15中心，鐵芯17設有對稱磁軛22，磁軛22上均布有芯齒23，芯齒23之間形成齒槽，且鐵芯17通過設置在頂部和底部的固定安裝板9、19與殼體6固定。由圖6和圖11可知，感應線圈12為集中短距繞組結構，包括繞組A、B、C、X、Y、Z、a、b、C、X、y、z,其中繞組A_X_a_x串聯(lián)為U相線圈，繞組B_Y_b-y串聯(lián)為V相線圈，繞組C-Z-c-z串聯(lián)為W相線圈，最終三相線圈b、y、z的三個同名端連接成星點。線圈U、V、W通三相正交電流形成行波磁場，帶動金屬溶液攪拌。鐵芯17磁路設置為開路。鐵芯17磁路設置為行波方式。實施例2[0033]由圖I至8可知，本實用新型由由全封閉的殼體6和設置在殼體內的感應器7組成，并設置于連鑄結晶區(qū)銅管13和內水套14外，其中電磁攪拌器包括一個圓形的外筒殼體8和一個矩形的內筒殼體15，外筒殼體8和內筒殼體15之間的空腔內設置有鐵芯17、感應線圈12和上下固定板9、19，外筒殼體8和內筒殼體15通過上下蓋板10、20連接成整體，其中外筒殼體和上下蓋板由圖7至8可知，內側設置有銅屏蔽筒體25和屏蔽蓋板24 ;下蓋板25設置有兩個與結晶器相通的進水孔3和出水孔4，設置有與進、出水孔相通的環(huán)形分水器26，設置有螺孔5 ;上蓋板上面設置有電纜11防水密封栓2。上蓋板10設置三個密封線圈引出電纜11的防水密封栓2及供吊裝用的吊裝孔。鐵芯17設置在殼體6內對稱于內筒15中心呈環(huán)形，且鐵芯17通過設置在頂部和底部的固定板9、19與殼體6固定。由圖7和圖11可知，感應線圈12為克蘭姆繞組結構，包括繞組A、B、C、X、Y、Z、a、b、c、x、y、z,其中繞組A_X_a_x串聯(lián)為U相線圈,繞組B_Y_b-y串聯(lián)為V相線圈,繞組C_Z_c_z串聯(lián)為W相線圈，最終三相線圈b、y、z的三個同名端連接成星點。線圈U、V、W通三相正交電流形成行波磁場，帶動金屬溶液攪拌。鐵芯17磁路設置為開路。鐵芯17磁路設置為行波方式。本實用新型所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本實用新型構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
權利要求1.一種內置式行波磁場電磁攪拌感應器，其特征在于它設置在連鑄結晶區(qū)的銅管(13)和內水套(14)外，由殼體(6)和設置在殼體(6)空腔內的感應器(7)組成，其中 殼體(6)是由外筒殼體(8)、內筒殼體(15)、上蓋板(10)和下蓋板(20)組成的一個內部為空腔的封閉殼體，其中上蓋板(10)上設置有過電纜(11)的防水密封栓(2);下蓋板(20)上設置有與結晶器相通的進水孔(3)和出水孔(4)，且進、出水孔通過下蓋板(20)上部設置的環(huán)形通道(18)貫通，環(huán)形通道(18)內設有將冷卻水引進外筒殼體(8)和內筒殼體(15)之間空腔內的分水網孔板(21)和將冷卻水帶出的出水管(16 ); 感應器(7 )包括對稱設置在內筒(15 )中心的鐵芯(17 )和繞制在鐵芯(17 )上的感應線圈(12),且線圈和鐵芯通過上固定板(9)及下固定板(19)固定在殼體(6)的空腔內；其中鐵芯(17)由磁性材料組成對稱的磁軛(22)，感應線圈(12)由輸入二相或三相交流電產生行波磁場并繞制在鐵芯(17)上，且感應線圈(12)為集中短距繞組或者克蘭姆繞組結構，并通過串聯(lián)或者并聯(lián)形成封閉的磁路。
2.根據(jù)權利要求I所述的內置式行波磁場電磁攪拌感應器，其特征在于所述的感應線圈(12 )繞制至少二組，分布在內筒(15 )兩邊或者四周。
3.根據(jù)權利要求I所述的內置式行波磁場電磁攪拌感應器，其特征在于所述的鐵芯(17)設有對稱磁軛(22)，磁軛(22)上均布有芯齒(23)，芯齒(23)之間形成齒槽，感應線圈(12)繞制在芯齒(23)上并置于齒槽內。
4.根據(jù)權利要求I所述的內置式行波磁場電磁攪拌感應器，其特征在于所述的鐵芯(17)設有對稱磁軛(22)，感應線圈(12)對應均布或對稱的繞制在磁軛(22)上。
5.根據(jù)權利要求I所述的內置式行波磁場電磁攪拌感應器，其特征在于所述的殼體(6)的外筒殼體(8)和上下蓋板內側設置有屏蔽筒體(25)和屏蔽蓋板(24)，殼體(6)內還設置有與進、出水孔相通的環(huán)形分水器(26)。
6.根據(jù)權利要求I所述的內置式行波磁場電磁攪拌感應器，其特征在于所述的外筒殼體(8)設置為矩形或者圓形。
7.根據(jù)權利要求I所述的內置式行波磁場電磁攪拌感應器，其特征在于所述的內筒殼體(15)設置為矩形，或者方形，或者橢圓形。
專利摘要本實用新型涉及一種內置式行波磁場電磁攪拌感應器，設置在連鑄結晶區(qū)的銅管和內水套外，由殼體和設置在殼體空腔內的感應器組成，其中殼體是由外筒殼體、內筒殼體、上蓋板和下蓋板組成的一個內部為空腔的封閉殼體，其中上蓋板上設置有過電纜的防水密封栓；下蓋板上設置有與結晶器相通的進水孔和出水孔，且進、出水孔通過下蓋板上部設置的環(huán)形通道貫通，環(huán)形通道內設有將冷卻水引進外筒殼體和內筒殼體之間空腔內的分水網孔板和將冷卻水帶出的出水管；感應器包括對稱設置在內筒中心的鐵芯和繞制在鐵芯上的感應線圈。本實用新型操作簡單，可靠性很高，運行成本很低，電力消耗僅為0.8-3kWh/t，設備維護和冷卻水的成本僅為電力成本的25-50%。
文檔編號B22D11/115GK202427909SQ20112052494
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者彭立新, 鄭勇 申請人:湖南科美達電氣股份有限公司