CN105312521A - 一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置 - Google Patents

Abstract

一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置，属于连续铸造技术领域。本发明能够使浸入式水口内钢液产生较强旋转，提高水口出流的均匀性和稳定性，改善结晶器内流场、温度场，进而提高铸坯质量，并且尽量不影响现有的连铸工艺。本发明的电磁旋流装置，包括一侧具有开口的电磁旋流装置本体和磁路补偿装置，在电磁旋流装置本体内设置有绕阻；所述磁路补偿装置由耐火材料包裹的铁芯制成，其设置在电磁旋流装置本体的开口处，与电磁旋流装置本体一起形成闭合磁路结构。支撑装置，由支撑杆组成，支撑杆的一端与电磁旋流装置本体固定连接，另一端与中间包横梁固定连接，所述的支撑杆为可伸缩结构。

Description

一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置

技术领域

本发明属于连续铸造技术领域，具体涉及一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置。

背景技术

钢的连续铸造是将具有一定过热度的液态钢液通过水冷结晶器连续冷却成具有一定形状的固态铸坯的过程。随着连铸技术的应用和发展，特别是由于用户对钢材质量越来越高的要求及国际市场的激烈竞争，连铸坯的质量越来越受到重视，减小铸坯缺陷，从而进一步提高钢材质量已成为连铸生产中重要的工作。

结晶器作为连铸机的“心脏”，是连铸坯大多数表面缺陷和内部质量问题的发源地。有统计表明：铸坯近80％的表面缺陷起源于结晶器，同时它也是连铸诸多工艺环节中控制钢水质量的最后一环，是决定连铸坯的表面质量以及非金属夹杂物含量和分布的关键。而结晶器内钢液的流动状态直接影响着铸坯的质量及非金属夹杂物的含量和分布。目前，改善结晶器内钢液流动状态的方式主要是结晶器电磁搅拌、电磁制动等技术，由于结晶器是由通水的铜板制成，磁场受铜板的屏蔽，会产生很大的衰减，严重影响电磁场的作用和效率。

而浸入式水口(submergedentrynozzle)是连续铸钢设备中安装在中间包底部并插入结晶器钢液面以下的浇注用耐火套管；在连铸过程中，精炼后的钢液经过中间包处理后，通过浸入式水口被不断地注入结晶器接受冷却和凝固加工。浸入式水口在保护钢流、防止钢水二次氧化的同时，还改变着钢液在结晶器内的流动状态，而连铸结晶器内钢液的流动状态也对连铸坯质量及产量有重大影响。基础研究表明：在连铸浸入式水口内钢液的旋转流动可以有效地提高水口出流的均匀性和稳定性，改善结晶器内钢液的流动状态和温度分布，降低结晶器内弯月面液面波动，可以有效提高铸坯质量。使用水口电磁旋流装置，可以在浸入式水口内产生钢液旋流，防止水口堵塞，并且浸入式水口内的钢液旋流流动可以带动结晶器内钢液旋转，起到结晶器电磁搅拌的作用。由于水口材质对磁场没有屏蔽效果，因此电磁旋流装置可以比结晶器电磁搅拌有更好的磁场利用率，而且尺寸更小，造价更低。

但是，如果想在浸入式水口区域采用电磁旋流技术，由于经常有水口在线更换等工艺操作，并且有时为了应对突发事件，需要特别考虑。东北大学赫冀成等人于2005年申请的申请号为200510047290.6的中国发明专利“电磁旋流水口”，其中，电磁旋流装置采用360度整体环型结构、180度半圆环型结构或360度分体环型结构。采用常用的360度整体环型结构的电磁旋流装置对现有的连铸工艺会造成非常大的影响；采用180度半圆环型结构的电磁旋流装置磁场效率非常低；采用360度分体环型结构的电磁旋流装置水路电路系统庞大，不利于现场的安装使用。

基于上述原因，必须要对电磁旋流装置进行重新设计，使其既能满足电磁旋流连铸的要求，又不对现有的连铸工艺造成很大的影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置。本发明能够使浸入式水口内钢液产生较强旋转，提高水口出流的均匀性和稳定性，改善结晶器内流场、温度场，进而提高铸坯质量，并且尽量不影响现有的连铸工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置，包括一侧具有开口的电磁旋流装置本体和磁路补偿装置，在电磁旋流装置本体内设置有绕阻；所述磁路补偿装置由耐火材料包裹的铁芯制成，其设置在电磁旋流装置本体的开口处，与电磁旋流装置本体一起形成闭合磁路结构。

所述电磁旋流装置本体与磁路补偿装置通过铰连接连接在一起。

所述磁路补偿装置与电磁旋流装置本体一起形成的闭合磁路结构的形状为圆形或马蹄形。

所述磁路补偿装置的外侧采用风冷、水冷或油冷。

所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置的支撑装置，由支撑杆组成，支撑杆的一端与电磁旋流装置本体固定连接，另一端与中间包横梁固定连接，所述的支撑杆为可伸缩结构。

所述的支撑杆与中间包横梁之间通过中间包横梁的固定钢板固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、由于本发明采用了磁路补偿装置，保证了磁场回路的闭合，在浸入式水口内可产生较强磁场，可以使钢液在浸入式水口内产生较强旋转；可有效提高水口出流的均匀性和稳定性，进而提高结晶器内钢液流动及传热行为，提高连铸坯质量；

2、本发明可以在不使用时收回，并在使用时移出，不影响水口的在线更换等操作，可以最大限度的保证电磁旋流连铸的顺畅运行；

综上所述，本发明的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置既不影响现有的连铸工艺，又能有效的控制水口及结晶器内钢液流动，有效提高了铸坯的质量。

附图说明

图1是本发明的磁路补偿装置与电磁旋流装置本体一起形成的闭合磁路结构的结构示意图；

图2是本发明的电磁旋流装置与支撑装置连接后的俯视图；

图3是本发明的电磁旋流装置与支撑装置连接后的侧视图；

图中：1.电磁旋流装置本体；2.磁路补偿装置；3.浸入式水口；4.铰连接；5.支撑装置；6.中间包横梁的固定钢板；7.中间包横梁；8.开口；9.支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2和图3所示，一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置，包括一侧具有开口8的电磁旋流装置本体1和磁路补偿装置2，在电磁旋流装置本体1内设置有绕阻，绕阻采用齿槽型绕组；所述磁路补偿装置2由耐火材料包裹的铁芯制成，其设置在电磁旋流装置本体1的开口8处，与电磁旋流装置本体1一起形成闭合磁路结构。所述电磁旋流装置本体1与磁路补偿装置2通过铰连接4连接在一起。所述磁路补偿装置2与电磁旋流装置本体1一起形成的闭合磁路结构的形状为圆形或马蹄形。所述磁路补偿装置2的外侧可不采用冷却，或采用一定强度的风冷、水冷或油冷。

所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置的支撑装置，由支撑杆9组成，支撑杆9的一端与电磁旋流装置本体1固定连接，另一端与中间包横梁7固定连接，所述的支撑杆9为可伸缩结构，采用气动或者机械等方式均可，其长度由中间包横梁7与浸入式水口3之间的距离决定。所述的支撑杆9与中间包横梁7之间通过中间包横梁的固定钢板6固定连接，即：支撑杆9通过固定在中间包横梁7上的中间包横梁的固定钢板6悬挂在中间包横梁7上；中间包横梁的固定钢板6的尺寸由中间包横梁7的尺寸决定，中间包横梁的固定钢板6可以采用焊接或者螺栓连接的方式固定在中间包横梁7上。支撑杆9与中间包横梁的固定钢板6之间采用螺栓连接的方式固定连接。

本发明的电磁旋流装置由电源柜供电，所述的电源柜可以提供0～800Hz，0～1000A的电流，可使磁场产生顺时针或逆时针旋转。所述的电磁旋流装置本体1的高度h为80～500mm；开口8的宽度x为30～200mm。

实施例一

本实施例中，电源柜可提供8Hz，1000A的电流，可使磁场产生顺时针旋转。电磁旋流装置本体1的高度为80mm，开口8的宽度为30mm。磁路补偿装置2与电磁旋流装置本体1一起形成的闭合磁路结构的形状为圆形。支撑杆9为可伸缩结构，采用气动方式。中间包横梁的固定钢板6采用焊接的方式固定在中间包横梁7上。支撑杆9与中间包横梁的固定钢板6之间采用螺栓连接的方式固定连接。

实施例二

本实施例中，电源柜可提供300Hz，500A的电流，可使磁场产生顺时针旋转。电磁旋流装置本体1的高度为300mm，开口8的宽度为100mm。磁路补偿装置2与电磁旋流装置本体1一起形成的闭合磁路结构的形状为马蹄形。支撑杆9为可伸缩结构，采用机械方式。中间包横梁的固定钢板6采用螺栓连接的方式固定在中间包横梁7上。支撑杆9与中间包横梁的固定钢板6之间采用螺栓连接的方式固定连接。

实施例三

本实施例中，电源柜可提供800Hz，200A的电流，可使磁场产生逆时针旋转。电磁旋流装置本体1的高度为500mm，开口8的宽度为200mm。磁路补偿装置2与电磁旋流装置本体1一起形成的闭合磁路结构的形状为马蹄形。支撑杆9为可伸缩结构，采用齿轮方式。中间包横梁的固定钢板6采用焊接的方式固定在中间包横梁7上。支撑杆9与中间包横梁的固定钢板6之间采用螺栓连接的方式固定连接。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

如图1～图3所示，本发明在使用时，首先通过铰连接4打开磁路补偿装置2，调节支撑杆9的长度，并通过开口8将本发明的电磁旋流装置本体1设置在浸入式水口3的外围；然后通过铰连接4将磁路补偿装置2闭合，使之与电磁旋流装置本体1形成闭合的磁场回路。

本发明可以在不使用时收回到中间包横梁7附近，不影响水口的在线更换等操作。磁场回路的闭合最大限度的保证了磁场强度，可以在浸入式水口3内使钢液产生较强旋转，可有效提高连铸坯质量，并最大限度的保证电磁旋流连铸的顺畅运行。

Claims (6)

1.一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置，其特征在于包括一侧具有开口的电磁旋流装置本体和磁路补偿装置，在电磁旋流装置本体内设置有绕阻；所述磁路补偿装置由耐火材料包裹的铁芯制成，其设置在电磁旋流装置本体的开口处，与电磁旋流装置本体一起形成闭合磁路结构。

2.根据权利要求1所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置，其特征在于所述电磁旋流装置本体与磁路补偿装置通过铰连接连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置，其特征在于所述磁路补偿装置与电磁旋流装置本体一起形成的闭合磁路结构的形状为圆形或马蹄形。

4.根据权利要求1所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置，其特征在于所述磁路补偿装置的外侧采用风冷、水冷或油冷。

5.权利要求1所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置的支撑装置，其特征在于由支撑杆组成，支撑杆的一端与电磁旋流装置本体固定连接，另一端与中间包横梁固定连接，所述的支撑杆为可伸缩结构。

6.根据权利要求5所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置的支撑装置，其特征在于所述的支撑杆与中间包横梁之间通过中间包横梁的固定钢板固定连接。