[发明专利]提高铸坯液芯补缩能力和中心质量的电磁搅拌装置与方法

权利要求书

1.一种提高铸坯液芯补缩能力和中心质量的电磁搅拌装置，其特征在于，其为主要由线圈、磁极、磁轭、聚磁罩构成的磁极宽度小于或等于其所面对的铸坯幅宽的V-LEMS(Vertical Linear Electromagnetic Stirring，垂直行波型电磁搅拌器)，且其磁极的端头宽度小于其所面对铸坯的幅宽，大于或等于其所面对铸坯的液芯幅宽，所述V-LEMS包括磁极的端头宽度小于磁轭宽度的窄幅磁极V-LEMS和磁极的端头宽度等于磁轭宽度的等幅磁极V-LEMS；

其中，对于截面为圆型的铸坯，铸坯的幅宽为铸坯直径，铸坯液芯幅宽为铸坯液芯直径。

2.根据权利要求1所述的一种提高铸坯液芯凝固补缩能力和中心质量的电磁搅拌装置，其特征在于，所述磁极的端头和磁轭的形状依据铸坯形状及铸坯截面形状而设计，对于截面为圆型的铸坯，磁极的端头呈弧形或扇形结构；对于弧形铸坯，磁极和磁轭呈与弧形铸坯共圆心或同弧度的弧形结构。

3.根据权利要求2所述的一种提高铸坯液芯补缩能力和中心质量的电磁搅拌装置，其特征在于，所述V-LEMS的电流强度为50～3000A，频率为0.5～50Hz，磁极的端头宽度为30～4000mm，磁轭的宽度50～5000mm，磁极数为2～15，所述V-LEMS的高度为200～6000mm，当磁极和磁轭呈弧形时，弧形磁极和磁轭的圆心角θ为2°～170°，弧长为200～4000mm。

4.根据权利要求1所述的一种提高铸坯液芯补缩能力和中心质量的电磁搅拌装置，其特征在于，所述磁极的布设方式为：(a)所述磁极间互相平行，其中所述磁极的端头呈水平方向设置或者与垂直方向呈-80°～+80°的倾斜式设置；(b)所述磁极间互相平行，磁轭和磁极的整体与垂直方向呈-80°～+80°的倾斜式设置。

5.根据权利要求1所述的一种提高铸坯液芯凝固补缩能力和中心质量的电磁搅拌装置，其特征在于，所述V-LEMS线圈的绕组方式可分别为重叠式绕组或克兰姆式绕组或集中式绕组。

6.一种基于权利要求1～5其中任意一项所述的电磁搅拌装置的电磁搅拌方法，其特征在于，该方法采用至少一组所述V-LEMS对铸坯液芯进行电磁搅拌，其中一组指单个的所述V-LEMS，或基于铸坯呈对置布置的所述V-LEMS。

7.根据权利要求6所述的电磁搅拌方法，其特征在于，若V-LEMS多于一组，或者一组V-LEMS结合其它型式的电磁搅拌装置组使用，则一组V-LEMS与其它V-LEMS组或者其它型式的电磁搅拌装置组采用沿铸坯纵向中心线上下组合排列的方式设置。

8.根据权利要求7所述的电磁搅拌方法，其特征在于，靠近铸坯凝固末端处设置V-LEMS组。

9.根据权利要求7所述的电磁搅拌方法，其特征在于，一组V-LEMS设置在距铸模或结晶器的金属液自由液面100mm～30000mm的位置，和其它V-LEMS组或者其它型式的电磁搅拌装置组之间的距离为50mm～25000mm。

10.根据权利要求7所述的电磁搅拌方法，其特征在于，所述其它型式的电磁搅拌装置组所用的搅拌装置可为常规的垂直行波型电磁搅拌装置，或水平行波型电磁搅拌装置、或旋转型电磁搅拌装置，或螺旋型电磁搅拌装置，各行波型电磁搅拌装置的电磁力方向可设置为同时向上或同时向下，或是向上与向下的组合。