CN108515153A - 一种复合磁场螺旋电磁搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合磁场螺旋电磁搅拌装置，包括旋转磁芯、旋转线圈、稳液线圈、稳液磁芯、铸坯壁以及磁轭背，在竖直方向安置多层旋转电磁搅拌线圈与磁芯，每层旋转磁芯与旋转线圈组合均能使液态金属进行螺旋运动，实现螺旋搅拌，多层组合使得液态金属运动更加剧烈充分，上方采用稳液线圈与稳液磁芯组合周布于液态金属四周，稳液磁芯截面为矩形结构，使液态金属产生单向旋转运动，稳定上方金属的液面。本发明实现下方液态金属更加剧烈的螺旋运动，充分实现螺旋搅拌。在上方设计稳液线圈与稳液磁芯，稳定上方液态金属的运动情况，避免杂质卷入，影响产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及电磁冶金制造领域，特别涉及一种复合磁场螺旋电磁搅拌装置。
背景技术
电磁搅拌广泛应用于连续铸造生产、铸坯凝固过程生产，通过产生的电磁力，改善消除结晶器内钢水的过热度，可提高铸坯的等轴晶率，减少铸坯中的夹杂物和中心偏析等缺陷，得到良好凝固组织的铸坯，从而改善成品的性能。电磁搅拌是借助在铸坯的液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢水的运动，由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制铸坯的凝固过程。
传统电磁搅拌装置是在铁芯上安装线圈，在磁力作用下对液态金属进行搅拌作用，但产生的为单一旋转磁场，搅拌能力有限，对铸坯内部熔体影响不足。除此之外，有设计两种或多种线圈共同作用下，产生螺旋磁场，采用内外或上下堆叠的方式，共同配合产生一个方向的螺旋磁场，对液态金属进行螺旋搅拌，在提升一定效果时也增加设备复杂程度。同时，有学者研究电磁搅拌液面波动的影响，电磁搅拌液面波动较大，会将保护渣卷入液体金属中，影响产品质量。
发明内容
本发明目的在于提供一种实现螺旋搅拌、避免杂质卷入的复合磁场螺旋电磁搅拌装置。
为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括旋转磁芯、旋转线圈、稳液线圈、稳液磁芯、铸坯壁以及磁轭背，所述铸坯壁和磁轭背均为圆筒状结构，铸坯壁同轴置于磁轭背内部；旋转磁芯置于旋转线圈内部部分为方体结构，截面为矩形面；旋转磁芯与铸坯壁相邻一端的结构为平行四边形的弧形端面，其弧度与铸坯壁相同，两侧边与铸坯壁中轴线不平行，上下两边与铸坯壁顶边平行；旋转磁芯外部安装旋转线圈形成一组组件，多组组件周布于铸坯壁周围组成一层旋转层；在铸坯壁上至少有两层旋转层上下排列；稳液磁芯主体为长方体结构，置于稳液线圈内部的部位为长方体结构，紧邻铸坯壁的另一端加工成截面为矩形的弧形端面，弧形端面侧边与铸坯壁中心轴线平行，上下变与铸坯壁顶边平行，且弧形端面的面积大于另一端的矩形平面面积；稳液磁芯外部安装稳液线圈组成一组组件，多组组件安装在顶部旋转层的上方并周布于铸坯壁四周；旋转磁芯与稳液磁芯均固定在磁轭背的内壁上。
进一步的，每层旋转层中相邻两个旋转磁芯的平行四边形端面侧边为非平行位置。
进一步的，上下相邻的两层旋转层的旋转线圈与旋转磁芯组成的组件采用错落布置方式进行安装。
工作过程大致如下：
竖直方向安置多层旋转电磁搅拌线圈与磁芯，每层旋转磁芯与旋转线圈组合均能使液态金属进行螺旋运动，实现螺旋搅拌，多层组合使得液态金属运动更加剧烈充分，上方采用稳液线圈与稳液磁芯组合周布于液态金属四周，稳液磁芯截面为矩形结构，使液态金属产生单向旋转运动，稳定上方金属的液面。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、实现下方液态金属更加剧烈的螺旋运动，充分实现螺旋搅拌。
2、在上方设计稳液线圈与稳液磁芯，稳定上方液态金属的运动情况，避免杂质卷入，影响产品质量。
附图说明
图1是本发明的不含磁轭背轴测图；
图2是本发明优选整体轴测图；
图3是本发明的下两层旋转层轴视图；
图4是本发明的顶层稳液层优选轴测图。
附图标号：1-旋转磁芯，2-旋转线圈，3-稳液线圈，4-稳液磁芯，5-铸坯壁，6-磁轭背。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1、图2所示，旋转磁芯2一端为长方体结构，另一端为圆弧面结构，圆弧面的曲率与铸坯壁5的外壁曲率相同，且弧形端面的面积大于另一端的矩形平面面积，上下两端与铸坯壁5的上端面平行。旋转线圈2套装于旋转磁芯1的长方体结构上，旋转线圈2与旋转磁芯1组合周布于铸坯壁5周围，组成一层旋转层，多层旋转层自下向上排列。旋转磁芯弧形端面投影为平行四边形结构，每一层结构中相邻两旋转磁芯圆弧端部邻边非平行放置，至少布置两层旋转磁芯与旋转线圈组成的完整一层结构，上方为稳液线圈3与稳液磁芯4组成的一层稳定液面的结构，稳液磁芯端面截面为矩形结构，与铸坯壁5相邻一端为圆弧矩形结构，曲率与铸坯壁5相同，周布于铸坯壁5四周，旋转磁芯与稳液磁芯均固定于磁轭背6的内壁上。
如图3所示，相邻两层旋转层的旋转线圈与旋转磁芯错落布置，每层旋转层相邻两旋转磁芯邻边不平行放置。如图4所示稳液线圈安装于稳液磁芯上，稳液磁芯的圆弧端面投影为矩形结构，侧边与铸坯壁5中心轴线平行，稳液磁芯竖直安装，周布于铸坯壁四周，稳定顶层液态金属液面波动情况。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种复合磁场螺旋电磁搅拌装置，主要包括旋转磁芯、旋转线圈、稳液线圈、稳液磁芯、铸坯壁以及磁轭背，其特征在于：所述铸坯壁和磁轭背均为圆筒状结构，铸坯壁同轴置于磁轭背内部；旋转磁芯置于旋转线圈内部部分为方体结构，截面为矩形面；旋转磁芯与铸坯壁相邻一端的结构为平行四边形弧形端面，弧形端面弧度与铸坯壁相同、两侧边与铸坯壁中轴线不平行、上下两边与铸坯壁顶边平行；旋转磁芯外部安装旋转线圈形成一组组件，多组组件周布于铸坯壁周围组成一层旋转层；在铸坯壁上至少有两层旋转层上下排列；稳液磁芯主体为长方体结构，置于稳液线圈内部的部位为长方体结构，紧邻铸坯壁的另一端加工成截面为矩形的弧形端面，弧形端面侧边与铸坯壁中心轴线平行，上下边与铸坯壁顶边平行，且弧形端面的面积大于另一端的矩形平面面积；稳液磁芯外部安装稳液线圈组成一组组件，多组组件安装在顶部旋转层的上方并周布于铸坯壁四周；旋转磁芯与稳液磁芯均固定在磁轭背的内壁上。
2.根据权利要求1所述的一种复合磁场螺旋电磁搅拌装置，其特征在于：每层旋转层中相邻两个旋转磁芯的平行四边形端面侧边为非平行位置。
3.根据权利要求1所述的一种复合磁场螺旋电磁搅拌装置，其特征在于：上下相邻的两层旋转层的旋转线圈与旋转磁芯组成的组件采用错落布置方式进行安装。
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