[发明专利]连续铸造结晶器的电磁装置

说明书

本发明涉及一种尤其用于铸钢的固定式连续铸造结晶器，它具有一个包括多个分搅拌器的电磁装置，分搅拌器设在连续铸造结晶器的外壁上互相有一间距，并与一个具有适当相位的交流电压连接，以便产生一个旋转的电磁力场。

固定式连铸结晶器适用于实施按插入管铸造工艺的铸钢方法，其中，伸入连续结晶器内的插入管浸没在熔体中。众所周知，连铸时高熔点金属如钢的凝固，通过在固定式连铸结晶器内产生旋转电磁场引起搅拌加以影响。例如由DE-OS3819492已知一种用于固定式连铸结晶器的搅拌装置，它有两个可彼此独立工作的依次沿浇注方向设置在连铸结晶器外壁上的分搅拌器。在这种情况下在结晶器内产生旋转电磁场。借助于这种搅拌装置应达到的目的主要是，均匀地细化铸坯的组织结构，均匀地分布非金属杂质，改善散热等。

为了产生磁通量，搅拌装置(“Herrmann,E.Handbuch desStranggiebens,Aluminium-Verlag GmbH,Düsseldorf 1958,417-429页”)可例如设计为由多个用马蹄形变压器硅钢片制成的电磁铁组成，它们垂直或水平地设在连铸结晶器的壁上。其中，磁通从马蹄铁的一个边通过液态金属熔体到另一边。在这种情况下，通过结晶器流动的金属熔体由于此所产生的磁通而形成一种连续的机械式的环流。搅拌器工作时这样控制其磁场例如沿结晶器垂直轴线的方向分布的电磁铁，即，使最大磁通量的方向围绕着结晶器垂直轴线旋转。由此，应在具有高效率的同时获得金属熔体的一种良好的旋转。

然而，借助于这种搅拌装置搅拌熔体有各种缺点。例如，尽管进行搅拌仍往往导致熔体表面起泡，其结果是将插入管上的浇注粉和小渣粒引入铸坯外壳区内。另一个缺点是，尽管进行搅拌仍经常在连续结晶器上部区内陶瓷进料管与结晶器壁之间形成凝固金属的桥。在这种类型的搅拌时还导致过多的热量集中在结晶器内部，其结果是强化了枝状晶的形成，它们通常以不希望的方式作为微球体积聚在熔体的凝固面上。虽然借助于已知的设备可以获得一种均匀的凝固面，但在熔体内形成负的偏析带。

本发明的目的是提供一种用于固定式连铸结晶器的电磁装置，借助于这种装置搅拌在连铸结晶器内的熔体，可以避免熔体表面起泡，防止在陶瓷浇注管与连铸结晶器上部区的结晶器壁之间形成凝固金属的桥，以及避免在结晶器内部区集中过多的热量。

为实现上述目的，根据本发明提供一种用于铸钢的固定式连续铸造结晶器，具有一电磁装置，它包括多个分搅拌器，分搅拌器成对地设在连铸结晶器外壁上互相有一间距，并与一个具有适当相位的交流电压连接，用以产生一个旋转的电磁力场，其特征为：分搅拌器至少包括两对，每一对分搅拌器互相对置并在一个平行于浇注方向的平面内围绕一个角度呈X状地相对转动，以及，各对基本上设置在同一高度上。

根据本发明，在具有矩形横截面的固定式连铸结晶器中，成对的分搅拌器互相对置地设在宽侧上。每一对分搅拌器在电路上是串联的。电路串联的分搅拌器各与相位差90°的交流电压连接。分搅拌器分别围绕其相对转动地布置着的角度值为30°至60°。分搅拌器设计为具有一U形铁磁体芯的线圈。设有伺服驱动装置，通过它可使每一对分搅拌器在工作期间按规定相对转动。

本发明规定，此电磁装置至少包括两对分搅拌器，每对分搅拌器设置成互相对置，而且围绕一角度x状地相对转动，其中，此转动在一个平行于浇注方向的平面内进行。在这种情况下各对基本上设置在同一个高度上。

由此使液态金属熔体原来沿垂直方向的流动速度在浇注管区域内反向，至少显著减小，在这种情况下由于分搅拌器总是附加地引起液态金属熔体的水平搅拌，所以在显著减小垂直流动的同时克服了温度的成层现象。此电磁装置使结晶器中央区内液态金属熔体的螺旋状向上的旋转运动，其结果是使过热的钢水从结晶器的下部区向上运动，从而再次防止了在陶瓷浇注管与结晶器壁之间熔体凝固(所谓搭桥)。采用按本发明的电磁装置导致熔体水平和垂直地旋转。在熔体内产生的这种旋转运动有效地防止形成白带(负的偏析带)。

此外，此电磁装置还提高了铸坯的纯度，因为在熔体内垂直流动的减小有利于杂质浮入渣层内。

对具有矩形的所谓beam-blank(梁坯)横截面的固定式连铸结晶器，有利的建议设两对分搅拌器，其中，成对的搅拌器互相对置地设在宽侧上。在这种情况下这两对彼此独立地各在位于它们之间的结晶器区域内产生一个螺旋形向上的转向相反的旋转运动，从而在固定式连铸结晶器内插入管所在区钢水的流动相互影响，以致即使在插入管周围也形成了熔体的一种螺旋形的向上的旋转运动。