[其他]连续铸钢电磁搅拌装置

说明书

本发明属于连续铸钢机内液态金属电磁搅拌技术。

在连铸机上，对正在凝固的钢水进行电磁搅拌是60年代开始研究，70年代发展起来的一项新技术。目前对连续铸钢机结晶器内液态金属普通采用的电磁搅拌技术有两种。一种是利用旋转磁场，使钢水产生旋转运动而得到充分搅拌，以提高钢坯质量。但是钢水的旋转运动必然使非金属夹杂物向中心聚集，虽然铸坯表面质量得到改善，但有可能出现中心区夹杂物增多而降低质量，使轧材产生缺陷。另一种是利用垂直移动的行波磁场的电磁搅拌作用，使结晶器内钢水产生对流，冲刷凝固界面，加速夹杂物和气体上浮，并分散在结晶器液态金属液面，以此法得到的钢坯中心质量较好，但表面质量却不如前者。为此，近年来本领域的许多研究者致力于研究兼具上述两种方法优点的连铸机中使用的电磁搅拌器。在这方面，法国专家进行的工作较多，法国专利（专利号2426516）发明的是一种组合式螺旋磁场搅拌器，它由一组行波磁场感应器和一组旋转磁场感应器，分内外两层组装而成，但体积大，不能用于结晶器内搅拌，只能在二冷区使用。

本发明的目的是提供一种体积小，结构简单，用于连续铸钢结晶器内的复合螺旋磁场的电磁搅拌装置。

本发明提供的连续铸钢结晶器电磁搅拌装置，是由成偶数对、电磁参数和几何参数相同，上下排列有数个凸形磁极和线包的立装独立二相低频行波磁场感应器组成的直线电极式感应器构成。各立装独立二相波磁场感应器产生垂直移动磁场，各立装独立行波磁场感应器，同一水平高度的相应磁极又可产生同一方向的旋转磁场，由此形成的复合磁场，使凝固前沿的钢水得到螺旋上升或下降的磁场的搅拌作用，其原理如图1所示。通过调整立装独立二相行波磁场不同水平高度处的磁间距、铁心截面、线包匝数，可获得搅拌上升（或下降）力与旋转力的最佳比值。

本方法的优点是：

1.本发明仅采用一组感应器即可产生垂直移动磁场和水平旋转运动磁场，二者形成的复合磁场，使钢液产生螺旋上升（或下降）的搅拌运动，因此杂质、气体与钢液分离上浮，并向液而中心聚集，如图2所示。由于有利于杂质的清除，所以有效地提高了铸坯的表面质量和内部质量。

2.本发明电磁搅拌装置，体积小，结构简单，便于在结晶器内安装使用。

3    本发明电磁搅拌装置，可以通过改变立装独立二相行波感应器的接线方式，获得复线螺旋搅拌，单线螺旋搅拌，单一旋转搅拌或单一垂直方向搅拌等多种搅拌功能。

4.对于方坯连铸，采用本发明之电磁搅拌装置，较三相电磁搅拌装置能更合理地分布在结晶器四周，得到较小的磁顶距和较大的搅拌力。

5.本连续铸钢结晶器电磁搅拌装置也可用于二冷区。

附图说明：

图1复线螺旋磁场搅拌原理。图1中A、B、C、D为立装独立行波磁场感应器编号;A₁、A₂、A₃、A₄……D₁、D₂、D₃、D₄为磁极编号;U、V、（U）、（V）为两相电源的正反接线;Hha……Hhd为行波磁场;Hn₁……Hn₄为旋转磁场。

图2，螺旋磁场电磁搅拌作用示意图，图中（1）搅拌运动方向，（2）杂质分离方向，（3）杂质在液面中心旋窝聚集，（4）铸坯，（5）钢液，（6）感应器。

图3，结晶器电磁搅拌装配图，图中（7）感应器铁心，（8）感应器线包，（9）结晶器铜套，（10）奥氏体不锈钢套，（11）外壳。

图4，复线螺旋磁场电磁搅拌磁极展开图。

Hnh为合成磁场

图5，单螺旋搅拌磁极展开图

图6，直线搅拌磁极展开图

图7，旋转搅拌磁极展开图

实施例1

由四个电磁参数、几何参数相同的上下排列有四个凸形磁极和线包立装独立二相低频行波磁场感应器，互成90°置于连铸机结晶器内，其装配图如图3所示，接线方式如图4所示，构成本发明的等参数复线螺旋磁场电磁搅拌装置。适用于方坯、圆坯连铸。

实施例2

由四个电磁参数、几何参数相同，但每个顶部磁极的截面积、线圈匝数、磁间距为其下各磁极的1.25倍的立装独立二相低频行波磁场感应器，互成90°置于连铸机结晶器内，接线方式同实施例1，构成本发明的变参数复线螺旋磁场电磁搅拌装置。适用于优质钢方坯、圆坯连铸。

实施例3