專利名稱:連續(xù)鑄鋼電磁攪拌裝置的制作方法
本發(fā)明屬于連續(xù)鑄鋼機內(nèi)液態(tài)金屬電磁攪拌技術(shù)。
在連鑄機上，對正在凝固的鋼水進行電磁攪拌是60年代開始研究，70年代發(fā)展起來的一項新技術(shù)。目前對連續(xù)鑄鋼機結(jié)晶器內(nèi)液態(tài)金屬普通采用的電磁攪拌技術(shù)有兩種。一種是利用旋轉(zhuǎn)磁場，使鋼水產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動而得到充分?jǐn)嚢?，以提高鋼坯質(zhì)量。但是鋼水的旋轉(zhuǎn)運動必然使非金屬夾雜物向中心聚集，雖然鑄坯表面質(zhì)量得到改善，但有可能出現(xiàn)中心區(qū)夾雜物增多而降低質(zhì)量，使軋材產(chǎn)生缺陷。另一種是利用垂直移動的行波磁場的電磁攪拌作用，使結(jié)晶器內(nèi)鋼水產(chǎn)生對流，沖刷凝固界面，加速夾雜物和氣體上浮，并分散在結(jié)晶器液態(tài)金屬液面，以此法得到的鋼坯中心質(zhì)量較好，但表面質(zhì)量卻不如前者。為此，近年來本領(lǐng)域的許多研究者致力于研究兼具上述兩種方法優(yōu)點的連鑄機中使用的電磁攪拌器。在這方面，法國專家進行的工作較多，法國專利(專利號2426516)發(fā)明的是一種組合式螺旋磁場攪拌器，它由一組行波磁場感應(yīng)器和一組旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)器，分內(nèi)外兩層組裝而成，但體積大，不能用于結(jié)晶器內(nèi)攪拌，只能在二冷區(qū)使用。
本發(fā)明的目的是提供一種體積小，結(jié)構(gòu)簡單，用于連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器內(nèi)的復(fù)合螺旋磁場的電磁攪拌裝置。
本發(fā)明提供的連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器電磁攪拌裝置，是由成偶數(shù)對、電磁參數(shù)和幾何參數(shù)相同，上下排列有數(shù)個凸形磁極和線包的立裝獨立二相低頻行波磁場感應(yīng)器組成的直線電極式感應(yīng)器構(gòu)成。各立裝獨立二相波磁場感應(yīng)器產(chǎn)生垂直移動磁場，各立裝獨立行波磁場感應(yīng)器，同一水平高度的相應(yīng)磁極又可產(chǎn)生同一方向的旋轉(zhuǎn)磁場，由此形成的復(fù)合磁場，使凝固前沿的鋼水得到螺旋上升或下降的磁場的攪拌作用，其原理如圖1所示。通過調(diào)整立裝獨立二相行波磁場不同水平高度處的磁間距、鐵心截面、線包匝數(shù)，可獲得攪拌上升(或下降)力與旋轉(zhuǎn)力的最佳比值。
本方法的優(yōu)點是1.本發(fā)明僅采用一組感應(yīng)器即可產(chǎn)生垂直移動磁場和水平旋轉(zhuǎn)運動磁場，二者形成的復(fù)合磁場，使鋼液產(chǎn)生螺旋上升(或下降)的攪拌運動，因此雜質(zhì)、氣體與鋼液分離上浮，并向液而中心聚集，如圖2所示。由于有利于雜質(zhì)的清除，所以有效地提高了鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。
2.本發(fā)明電磁攪拌裝置，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，便于在結(jié)晶器內(nèi)安裝使用。
3 本發(fā)明電磁攪拌裝置，可以通過改變立裝獨立二相行波感應(yīng)器的接線方式，獲得復(fù)線螺旋攪拌，單線螺旋攪拌，單一旋轉(zhuǎn)攪拌或單一垂直方向攪拌等多種攪拌功能。
4.對于方坯連鑄，采用本發(fā)明之電磁攪拌裝置，較三相電磁攪拌裝置能更合理地分布在結(jié)晶器四周，得到較小的磁頂距和較大的攪拌力。
5.本連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器電磁攪拌裝置也可用于二冷區(qū)。

圖1復(fù)線螺旋磁場攪拌原理。圖1中A、B、C、D為立裝獨立行波磁場感應(yīng)器編號;A1、A2、A3、A4……D1、D2、D3、D4為磁極編號;U、V、(U)、(V)為兩相電源的正反接線;Hha……Hhd為行波磁場;Hn1……Hn4為旋轉(zhuǎn)磁場。
圖2，螺旋磁場電磁攪拌作用示意圖，圖中(1)攪拌運動方向，(2)雜質(zhì)分離方向，(3)雜質(zhì)在液面中心旋窩聚集，(4)鑄坯，(5)鋼液，(6)感應(yīng)器。
圖3，結(jié)晶器電磁攪拌裝配圖，圖中(7)感應(yīng)器鐵心，(8)感應(yīng)器線包，(9)結(jié)晶器銅套，(10)奧氏體不銹鋼套，(11)外殼。
圖4，復(fù)線螺旋磁場電磁攪拌磁極展開圖。
Hnh為合成磁場圖5，單螺旋攪拌磁極展開圖圖6，直線攪拌磁極展開圖圖7，旋轉(zhuǎn)攪拌磁極展開圖實施例1由四個電磁參數(shù)、幾何參數(shù)相同的上下排列有四個凸形磁極和線包立裝獨立二相低頻行波磁場感應(yīng)器，互成90°置于連鑄機結(jié)晶器內(nèi)，其裝配圖如圖3所示，接線方式如圖4所示，構(gòu)成本發(fā)明的等參數(shù)復(fù)線螺旋磁場電磁攪拌裝置。適用于方坯、圓坯連鑄。
實施例2由四個電磁參數(shù)、幾何參數(shù)相同，但每個頂部磁極的截面積、線圈匝數(shù)、磁間距為其下各磁極的1.25倍的立裝獨立二相低頻行波磁場感應(yīng)器，互成90°置于連鑄機結(jié)晶器內(nèi)，接線方式同實施例1，構(gòu)成本發(fā)明的變參數(shù)復(fù)線螺旋磁場電磁攪拌裝置。適用于優(yōu)質(zhì)鋼方坯、圓坯連鑄。
實施例3用實施例1的結(jié)構(gòu)，按照圖5所示的階梯式接線方式，構(gòu)成本發(fā)明的單線螺旋磁場電磁攪拌裝置。適用于方坯、圓坯連鑄。
實施例4用實施例1的結(jié)構(gòu)，按照圖6所示的接線方式，構(gòu)成本發(fā)明單一行波磁場電磁攪拌裝置。可用于半沸騰鋼連鑄機結(jié)晶器方坯、圓坯連鑄。
實施例5照實施例1的結(jié)構(gòu)，按照圖7所示的接線方式，構(gòu)成本發(fā)明單一旋轉(zhuǎn)磁場電磁攪拌裝置。適用于連鑄機結(jié)晶器方坯連鑄。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器電磁攪拌裝置，其特征在于由成偶數(shù)對電磁參數(shù)和幾何參數(shù)相同，上下排列有數(shù)個凸形磁極和線包的立裝獨立二相低頻行波磁場感應(yīng)器組成的直線電極式感應(yīng)器構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器電磁攪拌裝置，其特征在所述的偶數(shù)對的獨立二相低頻行波磁場感應(yīng)器，其優(yōu)選數(shù)為2對。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器電磁攪拌裝置，其特征在于所述的獨立二相低頻行波磁場感應(yīng)器，其頂部凸形磁極與其余各凸形磁極之鐵心截面、線包匝數(shù)、磁間距等參數(shù)之優(yōu)選比值為1～1.5∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、3所述的連續(xù)鑄鋼電磁攪拌裝置，其特征在于所述的立裝獨立二相行波磁場感應(yīng)器，同一水平高度的各相應(yīng)凸形磁極的電磁參數(shù)、幾何參數(shù)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的連續(xù)鑄鋼電磁攪拌裝置，可用于二冷區(qū)。
專利摘要
本發(fā)明連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器電磁攪拌裝置，可同時產(chǎn)生垂直移動磁場和水平旋轉(zhuǎn)磁場，二者形成的復(fù)合磁場，使鋼液產(chǎn)生螺旋上升(或下降)的攪拌運動，因雜質(zhì)、氣體與鋼液分離上浮，并向液面中心聚集，利于雜質(zhì)的清除，因而有效地提高了鋼坯表面和內(nèi)在質(zhì)量。由于本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小，便于在結(jié)晶器內(nèi)安裝使用。
文檔編號B22D11/10GK87104014SQ87104014
公開日1988年12月14日 申請日期1987年6月1日
發(fā)明者張裕后, 黃超鵬 申請人:冶金工業(yè)部武漢鋼鐵設(shè)計研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan