CN106783000A - 一种液压传动永磁搅拌器的永磁体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，该永磁体包括由6组钕铁硼磁块组成的N-S磁极，所述N-S磁极的外侧设有磁轭，所述磁轭将N-S磁极连接成组，使得磁力线闭合，所述N-S磁极中相同极性的磁块摆布在一侧。本发明变更了磁极的极性相间隔布置的方式，设计成极性分两侧布置的磁极结构，可以获得磁体中心不同磁场场强。这种结构的磁体，提供的运动磁场频率要低于对置的磁极结构，但磁场强度远高于极性间隔对置的磁体结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压传动永磁搅拌器，尤其涉及一种液压传动永磁搅拌器的永磁体。
背景技术
1.使用电磁力的搅拌器是连铸机上的重要装备；
我国钢产能已超过9亿吨/年，连铸机不少于6000流。为了控制连铸坯质量，通过引进设备、技术改造及装备国产化，绝大部分连铸机都已安装、使用了电磁搅拌器。可见电磁搅拌器在冶金工业中的地位十分重要。
2.电磁搅拌器的特点及存在的问题；
以方坯(包括圆坯、矩形坯)铸机为例，为了在结晶器内产生驱使钢水作旋转运动的磁场，电磁搅拌器一般作成交流两相或交流三相的，其原理和异步电动机类似。
电机定子线圈在交流电条件下，其阻抗表现为电阻和感抗两部分。为了在铸坯内部获得足够强的磁场，要考虑下列因素：线圈所产生的磁势与电流成正比，与线圈匝数成正比。线圈匝数多，必使线圈电抗增大，在定电压工作条件下，这会给电磁搅拌器的大电流要求，带来一系列难以实现的困难。因此搅拌器多采用少匝数、大电流方式。
电磁搅拌器与异步电动机的主要差别在于：其磁隙远大于电动机磁隙。因此所需的驱动电流远大于电动机电流。
为节省投资成本，设计制造连铸机时，流间距一般在1000mm-1300mm之间，这给搅拌器的设计尺寸以限制，因而搅拌器线圈的导线内，电流密度可能高达12A/mm2～17A/mm2，比架空线缆的电流密度大5-6倍，所以搅拌器必须使用有一定压力的流动的水来直接冷却。一般需要配置高要求的纯净水的制备、循环、冷却系统。
因为线圈浸泡於水中，尽管使用了高质量的冷却水，线圈在线连续运行时间多数仍不超过一年。所以说，电磁搅拌器不仅是高能耗设备，还是低寿命设备。
交流磁场在穿过非导磁的金属或金属熔体时，有涡流衰耗，金属导电率越高、交变频率越高，衰耗越快，因而现有的交流电磁搅拌器，都在低频下工作，且必须配置大功率的变频(输出频率0～15Hz)电源柜。这使整个系统的投资成本、维修保养成本非常大。
交流电磁搅拌器的装机容量在150～500KVA范围内，功率因素大约为0.3～0.35，功耗P＝50～180KW，一个年产100万吨铸坯的连铸机，以吨钢3～6KW计，搅拌器年总耗电(3～6)×106KW。运行成本及消耗能源资源不可忽视。
3.使用永磁搅拌器是人们多年来的期望；
永磁搅拌器不需要大功率的变频电源，对冷却水的水质要求不高，不会出现像电磁搅拌器线圈绝缘损坏而失效的问题。因此其购置成本、运行成本、维修成本要比电磁搅拌器低得多，从节约资源角度来讲，推广永磁搅拌器，符合国家产业发展政策，特别是发展低碳经济的政策。
从上世纪70～80年代以来，中外学者和专家一直孜孜不倦地在开发、试制连铸机用的永磁搅拌器。这项工作进行了二十多年而无应用成果，主要是：①连铸机环境恶劣，永磁体受高温易失磁；②设计搅拌器磁体运动方式时，受到传统思维的局限，在连铸机上很难实现长期稳定可靠的运行。③没有找到永磁体和电磁体的耦合关系，做成的永磁搅拌器很难达到理想的搅拌效果，不能控制钢材质量。
从已公布的研究成果之论文和申报的专利内容看，永磁搅拌器磁体的运动都是采用电机驱动、齿轮或链条传动方式。要在连铸机操作平台下、结晶器外安装这种动力机构，困难是相当大的，即使能安装，设备也不能长期安全、稳定使用。(如鞍山亚赛电磁设备有限公司申请的200620168152.3号专利，岳阳市石禄强申请的200620052515.7号专利，及200620168152\01250958.2其搅拌器磁体的运动基本上都是采用电机驱动、齿轮或链条传动方式。
专利ZL2010 2 0032017.2公布了一种极性间隔摆布的磁体结构的磁体，并已授权，在实际实施时，它提供了三相交变磁场，也就是说，在马达转速一定条件下，这种磁极的搅拌器的磁场的交变频率较高。运动磁体给钢水的搅拌力，正比于磁场频率。
这种对置的磁极结构的缺陷是用相同的体积(或重量)的钕铁硼磁块，在筒内边部区域获得的场强较大，而在磁体中心区域获得的场强是有限的。因此这种结构的搅拌器仅适用于搅拌器筒壁附近的工质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压传动永磁搅拌器的永磁体，采用极性相邻的磁极靠近安装的结构，改变了传统的交流电磁搅拌器的磁极对置式布局方式。在一定直径的内筒横截面积内，改变磁极的相关位置，就可以改变筒内磁力线走向和分布，以适应不同区域对搅拌力不同要求的场合。
为了实现上述目的，本发明是由以下技术方案实现的：
一种液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，该永磁体包括由6组钕铁硼磁块组成的N-S磁极，所述N-S磁极的外侧设有磁轭，所述磁轭将N-S磁极连接成组，使得磁力线闭合，所述N-S磁极中相同极性的磁块摆布在一侧。
作为上述技术方案的优选，所述磁轭厚度为10mm～100mm。
作为上述技术方案的优选，所述磁块厚度为20mm～200mm。
作为上述技术方案的优选，所述磁块高度为100mm～600mm。
作为上述技术方案的优选，所述磁轭高度为磁块高度的1～1.5倍。
作为上述技术方案的优选，所述N磁极与S磁极之间的内壁表面距离为300mm～1000mm。
作为上述技术方案的优选，所述同极性相邻磁极之间的距离为0～(1/12)πd，d是搅拌器内径长度，πd是以d为内径的圆周长。
本发明的有益效果是：本发明变更了磁极的极性相间隔布置的方式，设计成极性分两侧布置的磁极结构，可以获得磁体中心不同磁场场强。这种结构的磁体，提供的运动磁场频率要低于对置的磁极结构，但磁场强度远高于极性间隔对置的磁体结构。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1是本发明的竖剖面图；
图2是本发明的横剖面图；
图3是本发明中实施例3的横剖面图；
[图中附图标记]：
1-磁极，2-磁轭。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。
需要说明的是，在下述的实施例中，利用图1～3的结构示意图对按本发明一种液压传动永磁搅拌器的永磁体进行了详细的表述。在详述本发明的实施方式时，为了便于说明，示意图不依照一般比例绘制并进行了局部放大及省略处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定。
实施例1
如图1～2所示，本发明提供了一种液压传动永磁搅拌器的永磁体，该永磁体包括由6组钕铁硼磁块组成的N-S磁极，N-S磁极的外侧设有磁轭，磁轭将N-S磁极连接成组，使得磁力线闭合，N-S磁极中相同极性的磁块摆布在一侧，磁轭厚度为100mm，磁块厚度为200mm，磁块高度为600mm，磁轭高度为磁块高度的1.5倍，N磁极与S磁极之间的内壁表面距离为1000mm，同极性相邻磁极之间的距离为(1/12)πd，d是搅拌器内径长度，πd是以d为内径的圆周长。
实施例2
如图1～2所示，本发明提供了一种液压传动永磁搅拌器的永磁体，该永磁体包括由6组钕铁硼磁块组成的N-S磁极，N-S磁极的外侧设有磁轭，磁轭将N-S磁极连接成组，使得磁力线闭合，N-S磁极中相同极性的磁块摆布在一侧，磁轭厚度为55mm，磁块厚度为110mm，磁块高度为350mm，磁轭高度为磁块高度的1.2倍，N磁极与S磁极之间的内壁表面距离为650mm，同极性相邻磁极之间的距离为(5/12)πd，d是搅拌器内径长度，πd是以d为内径的圆周长。
实施例3
如图1和3所示，本发明提供了一种液压传动永磁搅拌器的永磁体，该永磁体包括由6组钕铁硼磁块组成的N-S磁极，N-S磁极的外侧设有磁轭，磁轭将N-S磁极连接成组，使得磁力线闭合，N-S磁极中相同极性的磁块摆布在一侧，磁轭厚度为10mm，磁块厚度为20mm，磁块高度为100mm，磁轭高度为磁块高度的1倍，N磁极与S磁极之间的内壁表面距离为300mm，同极性相邻磁极之间的距离为0。
综上所述，本发明变更了磁极的极性相间隔布置的方式，设计成极性分两侧布置的磁极结构，可以获得磁体中心不同磁场场强。这种结构的磁体，提供的运动磁场频率要低于对置的磁极结构，但磁场强度远高于极性间隔对置的磁体结构。
Claims (7)
1.一种液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，该永磁体包括由6组钕铁硼磁块组成的N-S磁极，所述N-S磁极的外侧设有磁轭，所述磁轭将N-S磁极连接成组，使得磁力线闭合，所述N-S磁极中相同极性的磁块摆布在一侧。
2.如权利要求1所述的液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，所述磁轭厚度为10mm～100mm。
3.如权利要求1所述的液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，所述磁块厚度为20mm～200mm。
4.如权利要求1所述的液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，所述磁块高度为100mm～600mm。
5.如权利要求4所述的液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，所述磁轭高度为磁块高度的1～1.5倍。
6.如权利要求1所述的液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，所述N磁极与S磁极之间的内壁表面距离为300mm～1000mm。
7.如权利要求1所述的液压传动永磁搅拌器的永磁体，其特征在于，所述同极性相邻磁极之间的距离为0～(1/12)πd，d是搅拌器内径长度，πd是以d为内径的圆周长。
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| CN105976974A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-09-28 | 岳阳通海炉窑电磁设备有限公司 | 一种液压传动永磁搅拌器的永磁体 |
| CN112588178A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-02 | 郑来来 | 一种保证搅拌均匀度和出料质量的装置 |
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