[发明专利]调节导电流体流量的方法及设备

说明书

本发明广义上涉及连续铸造，更具体讲，是涉及调节导电性液体，尤其是连续铸造中熔融金属浴流动的新颖改进方法。

一般而言，本发明的装置包括一个倾注管，它具有通道，通道具有中心区以及电磁线圈，线圈以共心方式配置在倾注管周围并具有有效电磁长度。

在连续铸造中，金属自一容器流动至另一容器，例如自浇包流至中间包，或自中间包流至连续铸造模具，是以塞头、滑动浇口或内浇口加以调节。在铸造操作时可能出现调节构件的各种缺陷以及各种故障，已广为人知。一些实例为所谓塞头泄漏或漏液，流动段凝固，常见的不能充分调节，机械运动部件磨耗，必须用液力式促动或移动机构等等。

按先有技术的连续铸造中，曾尝试利用共心配置于倾注管周围的线圈所发生的电磁力，以限制或缩小流过倾注管的金属断面。然而，对铸造或倾注流施加的此类电磁作用所产生的效果不充分。特别是不能完全阻止金属流动，由于物理上的原因，受到作用的金属流动实际上会受限制至某程度，但不能完全阻止。

所以，基于前述，本发明的主要目的在于提供新颖改良方法和装置，以供连续铸造中调节导电性液体特别是熔融金属流，同时不发生先有技术的构造中的前述缺点。

本发明更进一步的目的在于提供前述类型的新颖改良方法和装置，以供调节导电性液体的流动，并且具有比先有技术中已知的塞头机构或滑动浇口更佳的调节性能，提高操作安全性，减少保养费用，并且机械磨耗较少。

本发明的另一重要目的在于提供操作上可靠的金属流动的始动和终止。

本发明的又一目的在于提供具上述特性的装置的新颖改良构造，其构造和设计较为简单，制造极为经济，具高度操作可靠性，不易发生损坏或故障，并且所需保养和维修最少。

为实现本发明上述及其他目的，由下述即可更为明了。本发明方法的特征在于包括如下的步骤：抑制该导电性液体特别是熔融金属在倾注管的管道中心内和配置在倾注管周围的线圈所发生电磁场的电磁有效长度内的流动，并使能调节导电性熔融金属流动的限制性或阻止性电磁力作用于该导电性熔融金属，以调节其流量。

本发明装置的特点在于包括一个防火、耐热或耐火插件，该插件安装在该通道中并在该电磁线圈的电磁有效长度范围内，该耐火插件具有上部和外侧，至少由其上部占有倾注管通道的中心区，还在于利用电磁力调节的导电性熔融金属是在该耐火插件的外侧流动。

导电性液体（一般是熔融金属）的流量可借助于抑制或阻止位于电磁线圈中心也是电磁线圈的电磁有效长度范围内的倾注管中心的液体或金属流动，并借助于对金属或液体施加限制性或阻止电磁力，而可以调节直至完全阻止。在给定的几何形状条件下，电磁场的构型和强度决定流过的导电性液体或熔融金属量。因此就有可能实现较佳的流量调节或阻止流动。

抑制金属流动时，同时在电磁线圈的有效长度内使流动的金属向外导向是有利的，因为在此情况下，由电磁线圈产生的力的作用方向是与导电性金属流动方向相逆的。电磁线圈的有效长度大约是电磁线圈沿线圈轴线的实体长度。

为完全阻止熔融金属的流动，简单地利用电磁线圈的电磁效应来阻止金属流动，并冷却位于倾注管通道内的金属使之凝固，并随后停止电磁场。以此方式可形成可靠的封闭或阻止，甚至可经历很长时间。在需要时，可借外来作用例如开启电磁场，使之再熔化。

另一有利的可能性，就是将沿流动方向位于有效线圈长度以前的金属冷却并使之凝固。将电磁线圈升举至金属塞的高度并开启电磁场，或将永久配置于此高度的第二电磁线圈开启，即可除去这个凝固的金属塞。以此方式，例如在多条生产线的工厂中，可在中止生产后选择个别生产线再开工铸造。

同样有利的是，将倾注管通道内以及电磁线圈的电磁有效区内的金属冷却并使之凝固，在需要选择性启动金属流之时，尤其是在连续铸钢生产线中开始铸造时，可借助于电磁线圈以感应加热使金属再熔化。以此方式，例如在多条生产线铸造工厂中，可选择性启动个别生产线进行铸造。

利用耐火插件充填或占据倾注管通道的中心，至少充填或占据其上部，使金属在耐火插件的外侧流动，并以电磁线圈的电磁作用作用于接近感应线圈的区域而达致上述效果。在该区内，可以由低能量来产生调节所需的场强度。因此可以更好地实现调节或阻止金属流动。

该插件最好与倾注管一起形成一个环状空间，该空间在电磁线圈的电磁有效区内的长度可影响调节特性。