[發明專利]磁壓約束控制大拉速條件下板坯結晶器彎月面變形的方法

有效

• 申請號: 201910700784.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110270669B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 鄧安元;李陽;段建旭;楊斌;張興武;王恩剛
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/11
• 分類號: B22D11/11
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 楊海明

本發明公開了一種磁壓約束控制大拉速條件下板坯結晶器彎月面變形的方法，在結晶器窄面附近布置磁場發生器，所述磁場發生器包括多個線圈，所述磁場發生器的工作平面為一組平行的直導線，所述磁場發生器的覆蓋范圍為由結晶器窄面起至結晶器的結晶器內彎月面變形范圍，所述磁場發生器通以頻率不低于5kHz的單相交流電，所述磁場發生器的線圈存在疏密差異，即靠近結晶器窄面附近線圈分布密集，遠離窄面分布逐漸稀疏，且所述磁場發生器應伸出結晶器窄面不小于5cm。本發明的方法能夠有效約束控制大拉速條件下板坯結晶器內彎月面的變形。

技術領域

本發明屬于冶金生產領域，具體涉及一種在板坯連鑄過程中，磁壓約束控制大拉速條件下板坯結晶器彎月面變形的方法。

背景技術

在板坯連鑄生產過程中，追求大拉速、高生產率是冶金生產者的目標。當拉坯速度較大時，會產生一系列的問題，進而影響鑄坯的質量。例如：鋼液射流從水口流出，沖擊結晶器窄面形成上返流，上返流沖擊彎月面在結晶器窄面附近形成鼓包隆起變形。當上返流速度較大時，該鼓包隆起的高度增加，有可能沖破渣層，使鋼液直接暴露于空氣，導致鋼液的二次氧化。此外，上返流速度的加大，渣-金界面處發生剪切卷渣的可能性增加，進而降低鋼液的純凈度，導致產品質量下降。同時，由于拉速較大，鋼液上返流的沖擊加劇，彎月面處的波動也隨之增加，進而導致鑄坯表面裂紋加劇，降低鑄坯的表面質量。

近年來，針對減緩結晶器內的液面波動，國內外學者提出了多種新的方法。最為成熟的技術為電磁制動技術，該技術利用靜磁場抑制由水口注入結晶器內的鋼液射流，減小鋼液流股的速度，進而減小上返流速度及其對鋼-渣界面的沖擊。電磁制動裝置價格昂貴，在中小鋼鐵企業中難以普及，因此有必要開發一種新技術及裝置以約束控制大拉速條件下板坯結晶器內的彎月面變形。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種磁壓約束控制大拉速條件下板坯結晶器彎月面變形的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種磁壓約束控制大拉速條件下板坯結晶器彎月面變形的方法，在結晶器窄面附近布置磁場發生器，所述磁場發生器包括多個線圈，所述磁場發生器的工作平面為一組平行的直導線，所述磁場發生器的覆蓋范圍為由結晶器窄面起至結晶器的結晶器內彎月面變形范圍，所述磁場發生器通以頻率不低于5kHz的單相交流電，所述磁場發生器的線圈存在疏密差異，即靠近結晶器窄面附近線圈分布密集，遠離窄面分布逐漸稀疏。

進一步的，所述磁場發生器應伸出結晶器窄面不小于5cm。

進一步的，所述磁場發生器產生的交變磁場與鋼液內的感應電流相互作用，形成的電磁力大小在其覆蓋范圍內的分布形式與結晶器內彎月面形狀一致。

進一步的，所述磁場發生器的覆蓋范圍為由結晶器窄面起至結晶器的1/3處。

本發明還提供了一種用于磁壓約束控制大拉速條件下板坯結晶器彎月面變形的裝置，所述裝置為磁場發生器，所述磁場發生器的工作平面為一組平行的直導線，其中所述磁場發生器的線圈存在疏密差異。

進一步的，靠近結晶器窄面附近的線圈分布密集，遠離窄面分布的線圈逐漸分布稀疏。

進一步的，所述磁場發生器為高頻磁場發生器，通以頻率不低于5kHz的單相交流電。

與現有技術相比，本發明的有益技術效果：

通過本發明的方法，在磁場發生器產生的電磁力作用下，結晶器彎月面處的變形可以得到有效抑制。而且相較于電磁制動技術，該發明具有成本低、結構簡單、操作方便等優點。

附圖說明

下面結合附圖說明對本發明作進一步說明。

圖1為本發明的原理圖；

圖2為不同電流強度下結晶器內鋼液液面的電磁力大小分布趨勢圖；