[發(fā)明專利]一種液壓傳動永磁攪拌器的永磁體

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510829209.3
• 申請日: 2015-11-21
• 公開（公告）號: CN106783000A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張森林;周迅紅;李兵;何子華;陳鈴;徐文祥
• 申請（專利權(quán)）人: 張森林
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;B01F13/08;B01F15/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液壓傳動永磁攪拌器，尤其涉及一種液壓傳動永磁攪拌器的永磁體。

背景技術(shù)

1.使用電磁力的攪拌器是連鑄機(jī)上的重要裝備；

我國鋼產(chǎn)能已超過9億噸/年，連鑄機(jī)不少于6000流。為了控制連鑄坯質(zhì)量，通過引進(jìn)設(shè)備、技術(shù)改造及裝備國產(chǎn)化，絕大部分連鑄機(jī)都已安裝、使用了電磁攪拌器。可見電磁攪拌器在冶金工業(yè)中的地位十分重要。

2.電磁攪拌器的特點(diǎn)及存在的問題；

以方坯(包括圓坯、矩形坯)鑄機(jī)為例，為了在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)使鋼水作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的磁場，電磁攪拌器一般作成交流兩相或交流三相的，其原理和異步電動機(jī)類似。

電機(jī)定子線圈在交流電條件下，其阻抗表現(xiàn)為電阻和感抗兩部分。為了在鑄坯內(nèi)部獲得足夠強(qiáng)的磁場，要考慮下列因素：線圈所產(chǎn)生的磁勢與電流成正比，與線圈匝數(shù)成正比。線圈匝數(shù)多，必使線圈電抗增大，在定電壓工作條件下，這會給電磁攪拌器的大電流要求，帶來一系列難以實(shí)現(xiàn)的困難。因此攪拌器多采用少匝數(shù)、大電流方式。

電磁攪拌器與異步電動機(jī)的主要差別在于：其磁隙遠(yuǎn)大于電動機(jī)磁隙。因此所需的驅(qū)動電流遠(yuǎn)大于電動機(jī)電流。

為節(jié)省投資成本，設(shè)計制造連鑄機(jī)時，流間距一般在1000mm-1300mm之間，這給攪拌器的設(shè)計尺寸以限制，因而攪拌器線圈的導(dǎo)線內(nèi)，電流密度可能高達(dá)12A/mm²～17A/mm²，比架空線纜的電流密度大5-6倍，所以攪拌器必須使用有一定壓力的流動的水來直接冷卻。一般需要配置高要求的純凈水的制備、循環(huán)、冷卻系統(tǒng)。

因為線圈浸泡於水中，盡管使用了高質(zhì)量的冷卻水，線圈在線連續(xù)運(yùn)行時間多數(shù)仍不超過一年。所以說，電磁攪拌器不僅是高能耗設(shè)備，還是低壽命設(shè)備。

交流磁場在穿過非導(dǎo)磁的金屬或金屬熔體時，有渦流衰耗，金屬導(dǎo)電率越高、交變頻率越高，衰耗越快，因而現(xiàn)有的交流電磁攪拌器，都在低頻下工作，且必須配置大功率的變頻(輸 出頻率0～15Hz)電源柜。這使整個系統(tǒng)的投資成本、維修保養(yǎng)成本非常大。

交流電磁攪拌器的裝機(jī)容量在150～500KVA范圍內(nèi)，功率因素大約為0.3～0.35，功耗P＝50～180KW，一個年產(chǎn)100萬噸鑄坯的連鑄機(jī)，以噸鋼3～6KW計，攪拌器年總耗電(3～6)×10⁶KW。運(yùn)行成本及消耗能源資源不可忽視。

3.使用永磁攪拌器是人們多年來的期望；

永磁攪拌器不需要大功率的變頻電源，對冷卻水的水質(zhì)要求不高，不會出現(xiàn)像電磁攪拌器線圈絕緣損壞而失效的問題。因此其購置成本、運(yùn)行成本、維修成本要比電磁攪拌器低得多，從節(jié)約資源角度來講，推廣永磁攪拌器，符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，特別是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的政策。

從上世紀(jì)70～80年代以來，中外學(xué)者和專家一直孜孜不倦地在開發(fā)、試制連鑄機(jī)用的永磁攪拌器。這項工作進(jìn)行了二十多年而無應(yīng)用成果，主要是：①連鑄機(jī)環(huán)境惡劣，永磁體受高溫易失磁；②設(shè)計攪拌器磁體運(yùn)動方式時，受到傳統(tǒng)思維的局限，在連鑄機(jī)上很難實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。③沒有找到永磁體和電磁體的耦合關(guān)系，做成的永磁攪拌器很難達(dá)到理想的攪拌效果，不能控制鋼材質(zhì)量。

從已公布的研究成果之論文和申報的專利內(nèi)容看，永磁攪拌器磁體的運(yùn)動都是采用電機(jī)驅(qū)動、齒輪或鏈條傳動方式。要在連鑄機(jī)操作平臺下、結(jié)晶器外安裝這種動力機(jī)構(gòu)，困難是相當(dāng)大的，即使能安裝，設(shè)備也不能長期安全、穩(wěn)定使用。(如鞍山亞賽電磁設(shè)備有限公司申請的200620168152.3號專利，岳陽市石祿強(qiáng)申請的200620052515.7號專利，及200620168152/01250958.2其攪拌器磁體的運(yùn)動基本上都是采用電機(jī)驅(qū)動、齒輪或鏈條傳動方式。

專利ZL2010 2 0032017.2公布了一種極性間隔擺布的磁體結(jié)構(gòu)的磁體，并已授權(quán)，在實(shí)際實(shí)施時，它提供了三相交變磁場，也就是說，在馬達(dá)轉(zhuǎn)速一定條件下，這種磁極的攪拌器的磁場的交變頻率較高。運(yùn)動磁體給鋼水的攪拌力，正比于磁場頻率。

這種對置的磁極結(jié)構(gòu)的缺陷是用相同的體積(或重量)的釹鐵硼磁塊，在筒內(nèi)邊部區(qū)域獲得的場強(qiáng)較大，而在磁體中心區(qū)域獲得的場強(qiáng)是有限的。因此這種結(jié)構(gòu)的攪拌器僅適用于攪拌器筒壁附近的工質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種液壓傳動永磁攪拌器的永磁體，采用極性相鄰的磁極靠近安裝的結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)的交流電磁攪拌器的磁極對置式布局方式。在一定直徑的內(nèi)筒橫截面積內(nèi)，改變磁極的相關(guān)位置，就可以改變筒內(nèi)磁力線走向和分布，以適應(yīng)不同區(qū)域?qū)嚢枇Σ煌? 的場合。