方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及冶金連鑄用電磁控流器，更具體地涉及一種方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器。
【背景技術(shù)】
[0002]在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)支配著夾雜物和氣泡的上浮分離，彎月面附近的鋼水流動(dòng)又支配著保護(hù)渣熔融、鋪展和卷吸，因此，鋼液在結(jié)晶器內(nèi)的行為對(duì)鑄坯品質(zhì)具有決定性的影響。從20世紀(jì)80年代起，人們就已意識(shí)到有效控制結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)是現(xiàn)實(shí)連鑄機(jī)的高質(zhì)量和高生產(chǎn)率的關(guān)鍵。常規(guī)的控流技術(shù)，如:優(yōu)化侵入式水口的形狀、內(nèi)徑、側(cè)孔大小、傾角和侵入深度及鋼水液面控制、結(jié)晶器振動(dòng)等，雖然有成效，但效果不盡人意。利用電磁力控制結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)的電磁控流技術(shù)因?yàn)榉墙佑|不污染鋼水、控制方式多樣等優(yōu)點(diǎn)而被人們廣泛深入的研究和開(kāi)發(fā)。
[0003]電磁連鑄控流技術(shù)主要分為制動(dòng)磁場(chǎng)和攪拌磁場(chǎng)。電磁制動(dòng)技術(shù)，利用流動(dòng)的金屬熔體在磁場(chǎng)中受力的原理，使從浸入式水口側(cè)孔噴出的鋼液流股受到的電磁力與流股運(yùn)動(dòng)方向相反，從達(dá)到制動(dòng)鋼液流股，減緩液面波動(dòng)的目的。電磁攪拌技術(shù)是利用攪拌器激發(fā)的交變磁場(chǎng)在鋼水中感生起感應(yīng)電流，感應(yīng)電流與攪拌器在當(dāng)?shù)丶ぐl(fā)的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，從而驅(qū)動(dòng)鋼液旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以達(dá)到攪拌的作用。目前，這兩種控流技術(shù)在板坯連鑄結(jié)晶器工業(yè)生產(chǎn)中都已有應(yīng)用，而在方圓坯連鑄上，受鑄坯形狀、設(shè)備造價(jià)、運(yùn)行維護(hù)難度等客觀因素的制約，電磁制動(dòng)無(wú)工業(yè)化應(yīng)用案例，多采用的是電磁攪拌技術(shù)。
[0004]用于方圓坯結(jié)晶器的電磁攪拌，主要是為了加速鋼水的周向運(yùn)動(dòng)。如果攪拌強(qiáng)度過(guò)高，會(huì)影響液面的波動(dòng)，導(dǎo)致空氣和其他一些氧化夾雜物卷入鋼液，對(duì)鋼液造成污染；如果攪拌強(qiáng)度過(guò)低，則無(wú)法達(dá)到改善結(jié)晶器內(nèi)部鋼水傳質(zhì)傳熱的要求。因此，現(xiàn)有的電磁攪拌器一般盡量選擇安裝在結(jié)晶器下部，以減少電磁攪拌對(duì)鋼水液面波動(dòng)的影響，但攪拌器的冶金效果受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，攪拌強(qiáng)度高、不會(huì)引起鋼水液面波動(dòng)、制作簡(jiǎn)單。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，包括具有正多邊形環(huán)形截面的鐵芯5、分別繞在所述鐵芯5每一條邊上的多組線圈4，線圈的個(gè)數(shù)與所敘的多邊形鐵芯結(jié)構(gòu)的邊數(shù)一致、設(shè)置在鐵芯5非工作面上下及外側(cè)的磁屏蔽裝置3、以及內(nèi)筒體1和外筒體2 ;內(nèi)筒體1和外筒體2分別設(shè)置在所述鐵芯5的內(nèi)側(cè)和磁屏蔽裝置3的外側(cè)，內(nèi)筒1體和外筒體2構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)，對(duì)設(shè)備起結(jié)構(gòu)防護(hù)作用；鋼液從所述內(nèi)筒體的內(nèi)側(cè)流過(guò)；
[0008]所述每組線圈上通有以一定相位交變的大電流，電流大小范圍為:1500-4000A ;每組線圈上通過(guò)的電流頻率為超低頻，頻率范圍為:0-5Hz。
[0009]所述內(nèi)筒體1為橫截面為圓環(huán)形的空腔結(jié)構(gòu)，空腔結(jié)構(gòu)中循環(huán)有冷卻水。
[0010]所述鐵芯5為高導(dǎo)磁材料的帶狀硅鋼片或硅鋼疊片串接而成的正多邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0011]所述的線圈4為扁銅帶狀線圈，水外冷結(jié)構(gòu)。所述的磁屏蔽裝置3由厚度為10-30_的高電導(dǎo)率金屬材料，如:銅或鋁制成。
[0012]所述的磁屏蔽裝置的內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)循環(huán)有冷卻水。
[0013]所述磁屏蔽裝置的截面形狀為與鐵芯5大小匹配的正多邊形；與鐵芯5的形狀大小配合，設(shè)置在鐵芯5的外側(cè)，加強(qiáng)了冷卻效果。
[0014]電磁連鑄控流技術(shù)通過(guò)控制結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)，成為獲得高品質(zhì)純凈鋼的一種關(guān)鍵技術(shù)。在方圓坯連鑄上，本實(shí)用新型的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，旨在用一種簡(jiǎn)單的方式結(jié)合利用制動(dòng)磁場(chǎng)和攪拌磁場(chǎng)各自?xún)?yōu)勢(shì)，其工作原理為:
[0015]在方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器的線圈內(nèi)通以一定相位的大電流，使本實(shí)用新型的作用區(qū)域產(chǎn)生較大的攪拌電磁力，在裝置內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度呈徑向高梯度分布，在內(nèi)筒體軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度最高，在靠近內(nèi)筒體筒壁的位置磁感應(yīng)強(qiáng)度低。同時(shí)給定電源的頻率為超低頻率，使其產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度類(lèi)似于靜磁場(chǎng)。鋼液流股從侵入式水口流入結(jié)晶器內(nèi)，被高梯度磁場(chǎng)電磁控流器產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)攪拌后碰到結(jié)晶器壁面，由于鋼液流體慣性形成向上的回流，回流切割了當(dāng)?shù)氐拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度，產(chǎn)生一個(gè)相反的電磁力，從而抑制鋼液流體向上的回流，達(dá)到既能有效控制鋼水液面波動(dòng)，從而又有效攪拌鋼水的目的。
[0016]有益效果:
[0017]1)鐵芯和磁屏蔽裝置都采用正多邊形結(jié)構(gòu)，既方便線圈的繞制，又方便工藝制作；
[0018]2)在線圈內(nèi)通以一定相位的大電流，攪拌強(qiáng)度高。同時(shí)給定電源的頻率為超低頻率，使其產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度類(lèi)似于靜磁場(chǎng)，不會(huì)引起鋼水液面波動(dòng)，使得本實(shí)用新型可以安裝在結(jié)晶器上的任意位置；
[0019]3)鐵芯表面安裝有高電導(dǎo)率磁屏蔽裝置，有效的集中了作用區(qū)域的磁力線分布，加大有效電磁攪拌范圍；
[0020]4)布置水內(nèi)冷的磁屏蔽裝置和內(nèi)筒體直接與鐵芯和線圈繞組接觸，大大的提高了整個(gè)裝置的散熱效果；
[0021]5)本實(shí)用新型多組線圈采用扁銅帶狀結(jié)構(gòu)，有利于降低整個(gè)裝置的高度，減少漏磁，提尚磁場(chǎng)的有效利用率。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的縱向截面圖。
[0023]圖2是本實(shí)用新型的橫截面圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0026]1一內(nèi)筒體、2—外筒體、3—磁屏蔽裝置、4一線圈、5—鐵芯。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]參見(jiàn)附圖1-3，本實(shí)用新型的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，包括具有正多邊形環(huán)形截面的鐵芯5、分別繞在所述鐵芯5每一條邊上的多組線圈4，線圈的個(gè)數(shù)與所敘的多邊形鐵芯結(jié)構(gòu)的邊數(shù)一致、設(shè)置在鐵芯5非工作面上下及外側(cè)的磁屏蔽裝置3、以及內(nèi)筒體1和外筒體2 ;內(nèi)筒體1和外筒體2分別設(shè)置在所述鐵芯5的內(nèi)側(cè)和磁屏蔽裝置3的外偵牝內(nèi)筒1體和外筒體2構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)，對(duì)設(shè)備起結(jié)構(gòu)防護(hù)作用；鋼液從所述內(nèi)筒體的內(nèi)側(cè)流過(guò)；
[0029]所述每組線圈上通有以一定相位交變的大電流，電流大小范圍為:1500-4000A ;每組線圈上通過(guò)的電流頻率為超低頻，頻率范圍為:0-5Hz。
[0030]所述內(nèi)筒體1為橫截面為圓環(huán)形的空腔結(jié)構(gòu)，空腔結(jié)構(gòu)中循環(huán)有冷卻水。
[0031]所述鐵芯5為高導(dǎo)磁材料的帶狀硅鋼片或硅鋼疊片串接而成的正多邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0032]所述的線圈4為扁銅帶狀線圈，水外冷結(jié)構(gòu)。
[0033]所述的磁屏蔽裝置3由厚度為10_30mm的高電導(dǎo)率金屬材料，如:銅或鋁制成。
[0034]所述的磁屏蔽裝置的內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)循環(huán)有冷卻水。
[0035]所述磁屏蔽裝置的截面形式與所述鐵芯截面形式一致，都為正多邊形；與鐵芯5的形狀大小配合，設(shè)置在鐵芯5的外側(cè)，加強(qiáng)了冷卻效果。
[0036]本實(shí)用新型的鐵芯和磁屏蔽裝置都采用正多邊形結(jié)構(gòu)，既方便線圈的繞制，又方便工藝制作；同時(shí)鐵芯表面安裝有高電導(dǎo)率磁屏蔽裝置，有效的集中了作用區(qū)域的磁力線分布，加大有效電磁攪拌范圍；另外，布置水內(nèi)冷的磁屏蔽裝置直接與鐵芯和線圈繞組接觸，大大的提高了整個(gè)裝置的散熱效果；此外，本實(shí)用新型多組線圈采用扁銅帶狀結(jié)構(gòu)，有利于降低整個(gè)裝置的高度，減少漏磁，提高磁場(chǎng)的有效利用率。
[0037]本實(shí)用新型所述的實(shí)例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，其特征在于，包括具有正多邊形環(huán)形截面的鐵芯(5)、分別繞在所述鐵芯(5)每一條邊上的多組線圈(4)、設(shè)置在鐵芯(5)上下及外側(cè)的磁屏蔽裝置(3)、以及內(nèi)筒體(1)和外筒體(2);內(nèi)筒體(1)和外筒體(2)分別設(shè)置在所述鐵芯(5)的內(nèi)側(cè)和磁屏蔽裝置(3)的外側(cè)，內(nèi)筒(1)體和外筒體(2)構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)，鋼液從所述內(nèi)筒體的內(nèi)側(cè)流過(guò)； 所述每組線圈上通過(guò)的電流大小范圍為:1500-4000A ;每組線圈上通過(guò)的電流頻率為范圍為:0-5Hz。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，其特征在于，所述內(nèi)筒體(1)為橫截面為圓環(huán)形的空腔結(jié)構(gòu)，空腔結(jié)構(gòu)中循環(huán)有冷卻水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，其特征在于，所述鐵芯(5)為帶狀硅鋼片或硅鋼疊片串接而成的正多邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，其特征在于，所述的線圈(4)為扁銅帶狀線圈。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，其特征在于，所述磁屏蔽裝置(3)由厚度為10-30mm的銅或鋁制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，其特征在于，所述磁屏蔽裝置的截面形狀為與鐵芯(5)大小匹配的正多邊形。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，其特征在于，所述，磁屏蔽裝置的內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)循環(huán)有冷卻水。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種方圓坯連鑄高梯度磁場(chǎng)電磁控流器，包括具有正多邊形環(huán)形截面的鐵芯、分別繞在所述鐵芯每一條邊上的多組線圈、設(shè)置在鐵芯上下及外側(cè)的磁屏蔽裝置、以及內(nèi)筒體和外筒體；內(nèi)筒體和外筒體分別設(shè)置在所述鐵芯的內(nèi)側(cè)和磁屏蔽裝置的外側(cè)，內(nèi)筒體和外筒體構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)；所述每組線圈上通過(guò)的電流大小范圍為：1500-4000A；每組線圈上通過(guò)的電流頻率為范圍為：0-5Hz。本實(shí)用新型攪拌強(qiáng)度高、不會(huì)引起鋼水液面波動(dòng)、制作簡(jiǎn)單。
【IPC分類(lèi)】B22D11/115
【公開(kāi)號(hào)】CN205008548
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520740958
【發(fā)明人】肖紅, 李偉紅, 何浩, 王強(qiáng), 蔣曉奇
【申請(qǐng)人】湖南中科電氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日