[發明專利]一種連鑄末端具有加熱功能的電磁攪拌系統

在審

• 申請號: 201811001063.3
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN108723316A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 肖紅;王強;蘭芳;姜滔;付進;楊宏
• 申請（專利權）人: 湖南中科電氣股份有限公司
• 主分類號: B22D11/12
• 分類號: B22D11/12;B22D11/115
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;劉冬

本發明提供一種連鑄末端具有加熱功能的電磁攪拌系統，電磁攪拌系統安裝在連鑄坯凝固末端，電磁攪拌系統包括設置有連鑄坯通道的攪拌器，通道兩端開口分別為連鑄坯入口和出口；攪拌器在靠近連鑄坯入口且圍繞通道的位置設有M1個磁極，且N極和S極圍繞通道交替設置以形成對連鑄坯的加熱，M1≥2；攪拌器在靠近連鑄坯出口且圍繞通道的位置設有M2個磁極，且各個N極均圍繞通道相鄰設置、各個S極均圍繞通道相鄰設置，以形成對連鑄坯的攪拌，M2≥2。本發明的電磁攪拌系統具有加熱和攪拌兩種功能，分別解決連鑄坯表面、角部裂紋和解決連鑄坯內部成分偏析等問題，解決兩套裝置安裝空間不足、結構復雜與干涉的問題。

技術領域

本發明涉及電磁冶金領域用的電磁攪拌器，特別指適用在連鑄坯末端可加熱用電磁攪拌器。

背景技術

電磁攪拌(Electromagnetic stirring:EMS)技術，因其在改善連鑄坯質量、穩定連鑄操作、擴大品種鋼和提高生產率方面具有不可替代的作用，而成為現代連鑄技術中的關鍵技術之一。根據攪拌器在連鑄機上的安裝位置，可分為：結晶器電磁攪拌、二冷區電磁攪拌、凝固末端電磁攪拌。凝固末端電磁攪拌安裝在連鑄坯凝固末端的固液兩相區間內，其通過攪拌器產生的電磁力促使鋼液流動以消除連鑄坯中心偏析、中心疏松和V型偏析，從而達到改善連鑄坯內部質量的目的。因此，連鑄坯凝固末端電磁攪拌的冶金效果與凝固末端電磁攪拌器位置和連鑄工藝參數密切相關。

目前，廣泛應用的末端電磁攪拌器存在以下缺陷：(1)安裝位置固定；一臺末端電磁攪拌器通常需適用多個斷面和不同鋼種，在不同連鑄工藝下，凝固末端的位置也不盡相同，因此固定攪拌器的位置和獲得最佳冶金效果是一個矛盾。中國專利CN 104942248A，CN104690242B提出了在攪拌器與連鑄機之間增加一個位置調整的移動裝置，但該裝置結構復雜，工程實施難度大。(2)功能單一，現有的電磁攪拌器都只有攪拌功能。通常連鑄坯在凝固末端的凝固率都在60％以上，凝固后的坯殼與未凝固的液芯溫差較大，加之凝固表面的邊角部散熱快，導致溫差與溫度的不均勻性進一步增大，使連鑄坯表面與角部極易產生裂紋。裂紋的出現和擴展，使材料的機械性能明顯變差；(3)結構形式固定；傳統電磁攪拌器鐵芯結構通常設計成圓形或者方形的整體式結構，整體式結構雖然結構緊湊，便于固定安裝，但固定的結構形式無法保證同一連鑄機上澆注一定范圍斷面的最佳冶金效果。現有專利中，也有通過電磁攪拌器組合使用以實現不同斷面最佳的攪拌功能，但該類電磁攪拌器只有攪拌功能，而不具備加熱功能。而且，現有的電磁攪拌器所形成的磁場容易產生漏磁現象，所產生的磁場無法得到有效利用，從而影響電磁攪拌的效果。

發明內容

本發明要解決的問題是針對現有技術中電磁攪拌器無法同時進行攪拌和加熱的問題，提供一種電磁攪拌系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種連鑄末端具有加熱功能的電磁攪拌系統，所述電磁攪拌系統安裝在連鑄坯凝固末端，所述電磁攪拌系統包括設置有連鑄坯通道的攪拌器，所述通道的兩端開口分別為連鑄坯的入口和出口；所述攪拌器在靠近連鑄坯的入口且圍繞所述通道的位置設有M1個磁極，且N極和S極圍繞所述通道交替設置以形成對連鑄坯的加熱，M1≥2且M1為正整數；所述攪拌器在靠近連鑄坯的出口且圍繞所述通道的位置設有M2個磁極，且各個N極均圍繞所述通道相鄰設置、各個S極均圍繞所述通道相鄰設置，以形成對連鑄坯的攪拌，M2≥2且M2為正整數。

本發明中，能有效兼顧一定范圍的連鑄坯，實現同一臺電磁攪拌系統在其前端對連鑄坯加熱，在其后端對連鑄坯實施攪拌功能。在靠近連鑄坯的入口且圍繞所述通道的位置，通過設置N極和S極交替設置，可以使得靠近連鑄坯的入口的磁力線穿過連鑄坯的表面即連鑄坯的坯殼，形成較好的對坯殼的加熱效果，可以補償連鑄坯表面溫度，減少連鑄坯芯表(液芯與坯殼)溫差，可有效抑制裂紋的生成。在靠近連鑄坯的出口且圍繞所述通道的位置，通過設置各個N極均相鄰設置且各個S極均相鄰設置，使得各個N極組合在一起組成N極，且各個S極組合在一起組成S極，使得靠近連鑄坯的出口的磁力線穿過液芯，從而達到對液芯的攪拌效果。