[發明專利]分層式線圈結晶器電磁攪拌器

有效

• 申請號: 201910191878.0
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109909467B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 張靜;馬靚
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B22D11/115
• 分類號: B22D11/115
• 代理公司: 11474 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 韓燕

本申請提供一種分層式線圈結晶器電磁攪拌器，包括：環形軛鐵、M個內層旋轉磁場生成裝置和M個外層旋轉磁場生成裝置；環形軛鐵環形圍繞結晶器的外壁，在環形軛鐵內壁和結晶器外壁之間安裝有M個內層旋轉磁場生成裝置和M個外層旋轉磁場生成裝置；在環形軛鐵內壁和結晶器外壁之間有3M個旋轉磁場鐵芯，由內層旋轉磁場生成裝置和外層旋轉磁場生成裝置共同使用，每個內層旋轉磁場生成裝置包括一個內層旋轉磁場線圈和一組內層旋轉磁場鐵芯，每個外層旋轉磁場生成裝置包括一個外層旋轉磁場線圈和一組外層旋轉磁場鐵芯。本發明強化了結晶器內部流動，使得鋼液成分在結晶器中分布更均勻，降低鑄坯中夾雜物的含量，提高鑄坯質量。

技術領域

本發明屬于鋼鐵連鑄設備技術領域，具體地涉及一種分層式線圈結晶器電磁攪拌器。

背景技術

隨著現代工業的高速發展，各行業對鋼材的品質要求越來越高，因而電磁攪拌技術被廣泛的應用于連鑄生產，目前電磁攪拌器已經成為高效連鑄，得到高品質鑄坯必不可少的環節。

電磁攪拌的實質是借助在鑄坯液相穴內感生的電磁力強化液相穴內鋼液的運動，由此強化鋼液的對流、傳熱和傳質過程，產生抑制柱狀晶發展、促進成分均勻、夾雜物上浮細化、分布均勻的熱力學和動力學條件，進而改善鑄坯質量。

有關鑄坯連鑄生產的設計研究很多，但各有側重點：設置可移動線圈，實現多區域攪拌；設置穩液器，用于穩定彎月面波動等。在大方坯連鑄生產過程中，方坯角部存在流動死區，容易產生缺陷，浸入式水口的出流速度過大會沖擊鑄坯初始凝固坯殼，還會阻礙夾雜物的上浮，嚴重影響鑄坯的質量。

目前工業連鑄生產中的結晶器電磁攪拌器多為常規電磁攪拌器，其產生的旋轉磁場對鋼液進行橫向攪拌，使結晶器內鋼液的溫度分布更加均勻，增加等軸晶率，減輕偏析，但目前采用的旋轉磁場對方坯角部的攪拌依然不盡如人意，需要對結晶器電磁攪拌器進行改進。

發明內容

采用分層式線圈結晶器電磁攪拌器，線圈層數至少兩層，以達到理想的攪拌效果，利用兩層線圈產生的磁場與鋼相互作用產生旋轉電磁力，共同對結晶器內鋼液進行攪拌，在保證鑄坯偏析標準的前提下，改善鑄坯中夾雜物的含量，提高鋼液的潔凈度。

為了保證鑄坯等軸晶率和較輕的偏析程度同時改善方坯角部的缺陷，得到高質量的鋼坯，更好的突出結晶器電磁攪拌器的效果，本申請提出了一種分層式線圈結晶器電磁攪拌器，利用疊加的旋轉磁場更好的攪拌鋼液，得到高質量鋼坯，其具體結構包括：環形軛鐵、M個內層旋轉磁場生成裝置和M個外層旋轉磁場生成裝置，其中M為3的正整數倍數，M的具體取值可根據實際生產需要進行選擇；所述環形軛鐵位于結晶器外部，環形圍繞結晶器的外壁并與結晶器的外壁之間存在間隔距離，在所述環形軛鐵內壁和結晶器外壁之間以圓周狀安裝有M個所述內層旋轉磁場生成裝置和M個所述外層旋轉磁場生成裝置；在所述環形軛鐵內壁和結晶器外壁之間有3M個旋轉磁場鐵芯，均勻分布在所述環形軛鐵內壁和結晶器外壁之間，每個所述旋轉磁場鐵芯都為長方體結構，所述旋轉磁場鐵芯和所述環形軛鐵等高,所述旋轉磁場鐵芯的正面面向結晶器，所述旋轉磁場鐵芯的正面與結晶器外壁之間存在間隔，所述旋轉磁場鐵芯的背面安裝在所述環形軛鐵的內壁上；3M個所述旋轉磁場鐵芯由所述內層旋轉磁場生成裝置和所述外層旋轉磁場生成裝置共同使用，將3M個所述旋轉磁場鐵芯按長度方向定義為兩層，靠近所述環形軛鐵內壁的3M個所述旋轉磁場鐵芯部分，每三個相鄰的分為一組，共三組，稱為內層旋轉磁場鐵芯；將靠近結晶器外壁的3M個所述旋轉磁場鐵芯部分，每三個相鄰的分為一組，共三組，稱為外層旋轉磁場鐵芯，每組所述內層旋轉磁場鐵芯和所述外層旋轉磁場鐵芯不能完全相同；每個所述內層旋轉磁場生成裝置包括一個內層旋轉磁場線圈和一組內層旋轉磁場鐵芯，所述內層旋轉磁場線圈以平行于連鑄結晶器內鋼液流動的方向跨繞在所述內層旋轉磁場鐵芯所包括的三個旋轉磁場鐵芯的側面、頂部和底部；每個所述外層旋轉磁場生成裝置包括一個外層旋轉磁場線圈和一組外層旋轉磁場鐵芯，所述外層旋轉磁場線圈以平行于連鑄結晶器外鋼液流動的方向跨繞在外層旋轉磁場鐵芯所包括的三個旋轉磁場鐵芯的側面、頂部和底部。