[其他]具有改進了的浮熔繞組部件的電磁浮熔澆鑄設備

無效

• 申請號: 85104019
• 申請日: 1985-05-25
• 公開（公告）號: CN85104019A
• 公開（公告）日: 1986-11-19
• 發明（設計）人: 華萊士;勞里
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22D11/00
• 分類號: B22D11/00;B22D27/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李先春

本發明改進了用于金屬棒材連續澆鑄的設備。特別著重于對1983年11月發表于美國專利4，414，285中題為“連續金屬澆鑄法，設備及產品一文中（作者赫尤????勒·婁瑞和羅勃特.梯.弗羅斯特等發明者并屬于通用電器公司）所介紹的，用于超長度連續澆鑄中的電磁浮熔澆鑄工藝中改進的電磁浮熔繞組部件作了進一步的改進。

上述引用的美國專利是唯一利用了浮熔電磁場作連續澆鑄金屬棒材的工藝。用這種方法來克服澆鑄棒材時熔融狀態的固化過程中出現的摩擦力，力和重力的作用。為此將一多匝繞組接至一多相電源，對固化時管狀熱交換器內的熔融金屬柱提供一個浮熔電磁場。該浮熔電磁場是個以向上移動形式出現的電磁場，并以此使熔融的金屬柱約束在一起，大致上使它處于失重狀態，在熱交換器/澆鑄凝固區內，降低其液壓頭，用一個棒料提取機構從熱交換器/澆鑄管后凝固的上方將固化的棒材取走。

在高能高溫環境下具有上述性能的電磁浮熔澆鑄設備在結構上和和運行中還存在著某些問題。

通用電力浮熔澆鑄工藝（以后稱之謂GELEC（TM）過程）要求一個強的向上移動的電磁場，它產生在管狀澆鑄容器/熱交換器的部件內，當熔融的金屬柱凝固時，用它來支承和約束液態的金屬柱。當今為了實現這一過程而建的這種浮熔設備依靠在36????浮熔繞組中通過-800至1000安電流來產生浮熔電磁場。因為大小適當的帶絕緣的導線不能連續承受這樣大的電流。通常采用水冷銅管來做浮熔繞組。緊挨著熱交換器外壁。裝有繞組。接著就是用絕緣材料制成的一個管狀澆鑄容器。這類繞組能使管狀澆鑄容器內的磁場強度最大。

需要一個能通過冷卻水的管形繞組，還要做好與電纜或匯統排間的連接，并能經受很大的載電流，這將會引起許多機械和電器方面的問題。此外，因為磁浮熔繞組是用銅管制成的，其匝數還須很小（典型的是每項三匝），結果是浮熔磁場不會完全均勻。這一不均勻性必然會在用這種方法生產出來的鑄棒中偶然見到輕微的不均勻的顆粒結構。

一個實際可行的，10至50千瓦的單相高頻固態電源，其輸出電壓大致為100-500伏。這一高電壓低電流輸出必須用一個強迫風冷或水冷的降壓變壓器以產生上述浮熔繞組所要求的。一低電壓高電流，由于一個高頻10-50千瓦三相降壓變壓器設計和生產很困難。而用前使用的降壓變壓器及其連接高電流的供電電纜或向浮熔繞組電的匯流排又不能得到滿足，因此非常希望設計出更簡單，更經濟的設備。

為了克服這些困難本發明設計出一個高效而又經濟的結構。

本發明針對上面討論到的問題，通過使用一個經改進后的浮熔繞組部件，提供一個唯一不易發 的解決辦法，該部件利用了一種新穎的磁通集中部件。為了提高在原先工藝中用于產生大磁場的多匝繞組的使用壽命，采用了磁通集中部件，它尚未被推薦也未用于熔融金屬的電磁浮熔技術中。一種磁通集中器的原先是技術說明發表在 金和、D普 特納的科學儀器評論中524至533頁題為“高強度脈沖電磁場中使用的磁通集中器”的論文中。一種用于渦流測試儀中的不同形式的磁通集中部件在約翰P華勒士和羅勃脫勃路克于1925年3月18發行的美國專利3.872，379中發表題目為“使用帶裂縫的單匝導電部件的渦流測試儀”。

本發明中提供了一種用于熔融金屬的電磁浮熔技術的浮熔繞組部件，包括許多帶裂縫和環形導體，它們圍繞一個管形的澆鑄容器，其中是浮熔的液態金屬柱按照浮熔澆鑄（GELEC（TM））工藝通過冷卻將其固化，每個環形帶縫的導體與產生電磁場的繞組是感應偶合的，并在導體周圍制作一個匝數很多的繞組。每個帶裂縫的環形導體用來集中繞組產生的電磁場，大致都集中到它圍繞著的管狀澆鑄容器截面中央。且其能與降壓變壓器一樣。一個單獨的帶縫的環形導體（或一組薄導體）和連的產生電磁場的繞組由一多相激歷電源中的每相來供電。該電源是專供GELEC（TM）中的浮熔繞組部件使用的。