[實用新型]一種帶齒槽式鐵芯的輥式電磁攪拌器的感應器結構

有效

• 申請號: 200920211284.3
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN201978700U
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 吳存有;周月明;朱克強
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B01F13/08
• 分類號: B01F13/08
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本實用新型涉及金屬連續鑄造領域，尤其涉及一種供給或處理熔融金屬或用于在現場對鑄造坯料進行處理或加工的輥式電磁攪拌器。所述輥式電磁攪拌器帶齒槽式鐵芯，可以在同等的電源輸出功率條件下產生最大的電磁攪拌力。

背景技術

輥式電磁攪拌器適用于連鑄生產過程中的板坯連鑄，一般用于對等軸晶率有較高要求的鋼種，如硅鋼、不銹鋼等的板坯連鑄。在使用過程中將攪拌輥安裝于如圖4所示的位置，攪拌輥直徑略大于普通連鑄輥，在對鋼液進行攪拌的過程中同時起到支撐鑄坯的作用。

電磁攪拌器(Electromagnetic?stirring：EMS)的實質是借助在鑄坯液相穴中感生的電磁力，強化鋼水的運動。具體地說，電磁攪拌器激發的交變磁場滲透到鑄坯的鋼水內，就在其中感應起電流，該感應電流與當地磁場相互作用產生電磁力，電磁力是體積力，作用在鋼水體積元上，從而能推動鋼水運動。

現有技術下的電磁攪拌裝置根據安裝位置的不同，主要分為結晶器電磁攪拌器(Mold?Electromagnetic?stirring，簡稱：MEMS)、二冷區電磁攪拌器(Strand?Electromagnetic?Stirring，簡稱：SEMS)及末端電磁攪拌器(Final?Electromagaticstirring，簡稱：FEMS)三種類型。

上述3種電磁攪拌器安裝和使用效果各有不同，具體為：

1.結晶器電磁攪拌器MEMS：其攪拌器安裝在結晶器銅管外面，用來增加等軸晶率減少表面和皮下的氣孔和針孔，減少表面和皮下的夾雜物、使坯殼均勻化并能改善中心偏析，適用于低合金鋼、彈簧鋼、冷軋鋼和中高碳鋼等。

2.二冷區電磁攪拌器SEMS：其攪拌器安裝在鑄坯外面，用來擴大和提高等軸晶率、減少內裂、改善中心偏析和減少中心疏松，適用于不銹鋼和工具鋼等。

3.末端電磁攪拌器FEMS：主要用于方/圓坯連鑄攪拌器安裝在鑄坯外面，用來細化等軸晶、能有效地改善中心偏析，并且也能有效地改善中心縮孔和疏松，適用于彈簧鋼、軸承鋼、特殊高碳鋼等。

電磁攪拌裝置作為連鑄過程中提高組織性能的一個重要裝備，具有非接觸、無污染的優點，因而得到了廣泛的應用。其中廣泛應用于各家鋼鐵生產廠家的連鑄二冷區使用的SEMS的一個重要作用就是提高鑄坯的等軸晶率，等軸晶率除了與澆注溫度、?拉坯速度、冷卻強度等有關以外，電磁力的大小至關重要。這是由于電磁力的大小決定了電磁攪拌引起的鋼液流速和流場范圍。而SEMS目前在國際上主要由三家世界著名的廠家設計制造，分別是法國Rotelec、日本新日鐵NSC，瑞典ABB。根據生產過程中需要根據不同企業的鋼種范圍、鑄機類型、生產習慣以及改造或新建生產線的不同特點選擇不同的SEMS，但現有技術下的SEMS各具有一定的缺點，具體如下：

瑞典ABB的箱式SEMS安裝在支撐輥的后面，要求靠近SEMS的支撐輥為非磁不銹鋼輥。攪拌器尺寸可以做的很大，攪拌區域和強度都很大。由于SEMS距離鑄坯表面很遠，要達到一定的攪拌強度，攪拌器的電消耗比較大；

日本新日鐵NSC的DKS?SEMS為插入對極式安裝，并必須去掉連鑄機原有的2對支撐輥，換成2對小分節輥?？拷T坯很近，是幾種攪拌器中電磁力最大的一種。但同時也存在安裝復雜、制造周期長、扇形段改造大、投資大的缺點；

法國Rotelec的輥式SEMS的線圈被安裝在非磁性耐熱不銹鋼的空心輥套內部，直接放置在鑄坯表面。輥式攪拌器一方面起到支撐鑄坯的作用，另一方面對鑄坯內鋼液產生攪拌。工作時輥套隨著鑄坯移動而轉動。輥式攪拌器由于與鑄坯直接接觸，可以在同等的電源輸出功率條件下產生最大的電磁攪拌力，改善液穴溫度均勻性和提高等軸晶率。但是由于受輥套空間的限制，最終的磁場強度往往偏小。

近年來，輥式電磁攪拌器由于具有安裝簡便，不需太多改動扇形段，投資相對較小，制造周期短等優點，越來越受到各大鋼廠關注。但是其最大的不足是由于受空間所限，攪拌力相對較小，雖然現有技術一直對其做出了改進，但效果卻一直不盡如人意，或存在電磁性能低，電磁力偏小、或存在本身占用了一定的攪拌輥內部有限空間，也同時在一定程度上影響了冷卻水循環流動、或僅僅對攪拌器內部材料的選擇以及攪拌器端部的密封做了改進，對于提高攪拌器的實際電磁性能意義不大。

另一方面，電磁攪拌裝置一般功率因數都比較低，特別是行波磁場更低，因此使用電流都非常大，位于線圈中心的鐵芯非常很容易達到磁飽和。因此，通過結構設計優化，改變鐵芯結構，充分利用攪拌器的空間，最終提高電磁力是非常必要的。所以對這一問題的改進也是本領域研究難題之一。