[发明专利]一种嵌套式线圈结晶器电磁搅拌器

说明书

本发明公开一种嵌套式线圈结晶器电磁搅拌器，包括环形轭铁和多个旋转磁场生成装置，在环形轭铁内壁上呈圆周状安装有三对旋转磁场生成装置，每对中的每个旋转磁场生成装置包括第一、第二、第三旋转磁场生成装置：第一旋转磁场生成装置的铁芯位于环形轭铁中部位置，第一旋转磁场线圈缠绕在第一旋转磁场铁芯的上下左右四个侧面；第二旋转磁场生成装置的铁芯由两个分别位于第一旋转磁场铁芯的上下两侧板式铁芯组成，与第一旋转磁场铁芯保持一定距离且宽于第一旋转磁场铁芯，第二旋转磁场线圈缠绕相应铁芯的四个侧面；第三旋转磁场生成装置依次类推进行设置。本发明利用多个旋转磁场的叠加，改善铸坯生产过程中由于夹杂物等造成的缺陷，提高钢坯质量。

技术领域

本发明涉及钢铁连铸设备技术领域，尤其是嵌套式线圈结晶器电磁搅拌器。

背景技术

随着现代工业的高速发展，各行业对钢材品质的要求越来越高，因而电磁搅拌技术被广泛的应用于连铸生产，目前电磁搅拌器已经成为高效连铸，得到高品质铸坯必不可少的环节。电磁搅拌的实质是借助电磁场在铸坯液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢液的运动，由此强化钢液的对流、传热和传质过程，产生抑制柱状晶发展、促进成分均匀、夹杂物上浮细化、分布均匀的热力学和动力学条件，进而改善铸坯质量。

有关铸坯连铸生产的设计研究很多，但各有侧重点：设置可移动线圈，实现多区域搅拌；设置稳液器，用于稳定弯月面波动等。在大方坯连铸生产过程中，易在方坯角部产生流动死区，使铸坯产生缺陷，浸入式水口的出流速度过大会冲击铸坯初始凝固坯壳，还会阻碍非金属夹杂物的上浮，严重影响铸坯的质量。

目前工业连铸生产中的结晶器电磁搅拌器多为常规电磁搅拌器，其产生的旋转磁场液进行横向搅拌，使结晶器内钢液的温度分布更加均匀，增加等轴晶率，减轻偏析，但目前采用的旋转磁场对方坯角部的搅拌依然不尽如人意，需要对结晶器电磁搅拌器进行改进。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种嵌套式线圈结晶器电磁搅拌器，产生叠加磁场，对结晶器内钢液进行搅拌，在保证铸坯等轴晶率以及偏析标准的前提下，改善铸坯内夹杂物的上浮环境，提高钢液的洁净度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种嵌套式线圈结晶器电磁搅拌器，包括位于结晶器外部的环形轭铁，在环形轭铁内壁和结晶器外壁之间安装有多对旋转磁场生成装置，所述多对旋转磁场生成装置围绕环形轭铁中轴线呈圆周状均匀安装在环形轭铁内壁上，所述每个旋转磁场生成装置包括相互嵌套的第一旋转磁场生成装置、第二旋转磁场生成装置和第三旋转磁场生成装置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第一旋转磁场生成装置的第一旋转磁场铁芯位于环形轭铁中部位置，第一旋转磁场线圈缠绕在第一旋转磁场铁芯的上下左右四个侧面；第二旋转磁场生成装置的第二旋转磁场铁芯包括两个分别位于第一旋转磁场铁芯的上下两侧的板式铁芯，两个板式铁芯与第一旋转磁场铁芯保持一定距离且宽于第一旋转磁场铁芯，第二旋转磁场线圈缠绕在第二旋转磁场铁芯的上下左右四个侧面；第三旋转磁场生成装置的第三旋转磁场铁芯包括两个分别位于第二旋转磁场铁芯的上下两侧的板式铁芯组成，两个板式铁芯与第二旋转磁场铁芯保持一定距离且宽于第二旋转磁场铁芯，第三旋转磁场线圈缠绕在第三旋转磁场铁芯的上下左右四个侧面。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第三旋转磁场铁芯与环形轭铁等高。

本发明技术方案的进一步改进在于：环形轭铁内壁和结晶器外壁之间安装有2对或3对旋转磁场生成装置。

本发明技术方案的进一步改进在于：环形轭铁内壁和结晶器外壁之间安装有3对旋转磁场生成装置，将3对旋转磁场生成装置接入三相交流电，在结晶器区域形成由N极到S极的磁场区域。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述旋转磁场生成装置通入的三相交流电可改变强度和频率。

本发明技术方案的进一步改进在于：三相交流电的计算方法如下所述：