CN112974783A - 基于静磁场的中间包控流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于静磁场的中间包控流装置，包括：中间包本体，其具有顶部敞口的容纳内腔，容纳内腔的底部设有出口；长水口；第一电磁铁，第一电磁铁产生第一静磁场，第一静磁场位于长水口与出口之间，第一静磁场的底端与容纳内腔的底部留有间隙；第二电磁铁，第二电磁铁产生第二静磁场，第二静磁场位于第一静磁场与出口之间，第二静磁场的顶端与容纳内腔的顶部留有间隙。本发明的基于静磁场的中间包控流装置，第一静磁场与第二静磁场可促进容纳内腔中钢液先向下流动后向上流动，达到促进夹杂物上浮去除的冶金效果，并且无需在容纳内腔中设置耐火材料制成的挡墙与挡坝。本发明可应用于连续铸造熔融物分流容器中。
Description
技术领域
本发明涉及连续铸造熔融物分流容器领域，特别涉及基于静磁场的中间包控流装置。
背景技术
中间包是耐火材料容器，从钢包浇下来的钢液由中间包分配到结晶器中。目前，在中间包的内部设有挡墙与挡坝，以挡墙与挡坝作为控流装置实现中间包内钢液的流动路线的调控，进而优化钢液的流动状态，以达到促进夹杂物碰撞、长大、上浮和去除的冶金效果。然而，挡墙与挡坝多数采用耐火材料制成，浇铸过程中，在高温钢液冲蚀作用下，易造成挡墙与挡坝的表层耐火材料发生化学侵蚀和脱落现象，进而降低了钢液洁净度。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于静磁场的中间包控流装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种基于静磁场的中间包控流装置，包括：
中间包本体，其具有顶部敞口的容纳内腔，所述容纳内腔的底部设有出口，所述出口连通所述容纳内腔与外界；
长水口，所述长水口从上往下伸入所述容纳内腔中，以所述出口相对于所述长水口的位置为相对的右方向；
第一电磁铁，其设于所述中间包本体的外部，所述第一电磁铁产生第一静磁场，所述第一静磁场沿前后方向贯穿所述容纳内腔，所述第一静磁场位于所述长水口与所述出口之间，所述第一静磁场的底端与所述容纳内腔的底部留有间隙；
第二电磁铁，其设于所述中间包本体的外部，所述第二电磁铁产生第二静磁场，所述第二静磁场沿前后方向贯穿所述容纳内腔，所述第二静磁场位于所述第一静磁场与所述出口之间，所述第二静磁场的顶端与所述容纳内腔中钢液的液面留有间隙。
本发明的有益效果是：钢液从长水口进入中间包本体的容纳内腔中，钢液在容纳内腔中向右流动，容纳内腔中的钢液形成闭合的回路，第一电磁铁产生的第一静磁场及第二电磁铁产生的第二静磁场均沿前后方向贯穿容纳内腔，钢液在向右流动通过第一静磁场及第二静磁场时，钢液做切割磁感线的运动，令钢液形成感应电流，而根据楞次定律，做切割磁感线运动的钢液受到的安培力方向与其运动方向相反，进而能够阻碍钢液的流动，从而降低钢液的流速；由于第一静磁场的底端与容纳内腔的底部之间留有间隙，钢液流经第一静磁场时，位于第一静磁场中的钢液流速低于第一静磁场下方的钢液流速，使流动的钢液上下两部分形成压强差，促进上部分的钢液向下流动；由于第二静磁场的顶端与容纳内腔中钢液的液面留有间隙，钢液流经第二静磁场时，第二静磁场中的钢液流速低于第二静磁场上方的钢液流速，使流动的钢液上下部分形成压强差，促进下部分的钢液向上流动；第一静磁场与第二静磁场促进容纳内腔中的钢液先向下流动后向上流动，钢液形成上扬的流动状态，从而形成或者达到钢液中夹杂物碰撞、长大、上浮和去除的效果，并且无需在容纳内腔中设置耐火材料制成的挡墙与挡坝，避免了因高温钢液对挡墙与挡坝耐火材料表层冲蚀引起的钢液污染。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一静磁场的顶端高于所述容纳内腔中钢液的液面。
第一静磁场的顶端高于钢液的液面，防止因钢液直接从第一静磁场的上方流过引起的卷渣现象。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一静磁场的顶端与所述容纳内腔中钢液的液面之间的距离介于50毫米到150毫米之间。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一静磁场的底端与所述容纳内腔的底部之间的距离介于200毫米到500毫米之间。
对于第一静磁场的下方形成钢液流动通道，当第一静磁场的底端与容纳内腔底部之间距离小于200毫米时，易导致容纳内腔底部钢液流速过大，不利于流场控制；当第一静磁场的底端与容纳内腔底部之间的距离大于500毫米时，易导致容纳内腔底部钢液流速过小，不利于钢液混合及其内夹杂物的碰撞和长大，故所述第一静磁场的底端与容纳内腔底部之间的距离介于200毫米到500毫米之间较适合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二静磁场的底端低于所述容纳内腔的底部。
第二磁场的底端低于容纳内腔的底部，从而阻碍容纳内腔底部的钢液直接向出口流动，加剧了容纳内腔中钢液混合、延长了钢液在容纳内腔中停留时间、促进了钢液中夹杂物的碰撞、长大、上浮及去除。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二静磁场的顶端与所述容纳内腔中钢液的液面之间的距离介于300毫米到600毫米之间。
第二静磁场阻碍了容纳内腔底部钢液的水平流动，促进形成钢液上扬流动状态，利于钢液中夹杂物上浮速度和效率提高，其中，当第二静磁场的顶端与钢液液面之间距离大于600毫米时，易导致钢液上扬流动状态的消失；当第二静磁场的顶端与钢液液面之间距离小于300毫米时，易导致钢液流过第二静磁场的顶端时流速过大，从而引起卷渣现象，故所述第二静磁场的顶端与所述容纳内腔中钢液液面之间距离介于300毫米到600毫米之间较适合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一静磁场的磁场强度介于0.2T到0.4T之间，所述第二静磁场的磁场强度介于0.2T到0.4T之间。
第一静磁场与第二静磁场的磁场强度均介于0.2T到0.4T之间，当磁场强度大于0.2T时，静磁场对当地钢液流动形成了较明显的阻碍，当磁场强度大于0.4T时，维持第一静磁场及第二静磁场所耗费成本较高，故第一静磁场与第二静磁场磁场强度介于0.2T到0.4T之间较适合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一静磁场的宽度介于150毫米到200毫米之间，所述第二静磁场的宽度介于150毫米到200毫米之间。
第一静磁场与第二静磁场的宽度均介于150毫米到200毫米之间，当磁场宽度大于150毫米时，钢液流经静磁场的时间足够长，使得钢液流经磁场时流速降低效果较明显，当磁场宽度大于200毫米时，维持磁场所耗费的成本较高，故第一磁场与第二磁场的宽度均介于150毫米到200毫米之间较合适。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1是本发明所提供的基于静磁场的中间包控流装置，其一实施例的结构示意图。
100、中间包本体，110、容纳内腔，111、出口，120、长水口，200、第一静磁场，300、第二静磁场，400、湍流抑制器，500、塞棒。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1，本发明的基于静磁场的中间包控流装置作出如下实施例：
基于静磁场的中间包控流装置包括中间包主体100、第一电磁铁、第二电磁铁。中间包主体100具有顶部敞口的容纳内腔110，容纳内腔110沿左右方向延伸形成长条形腔体。长水口120设于容纳内腔110的左侧，长水口120从上往下伸入容纳内腔110中，长水口120用于将钢液通入容纳内腔110中。容纳内腔110的底部设有湍流抑制器400，湍流抑制器400位于长水口120的正下方，湍流抑制器400呈上方开口的筒状结构，则从长水口120进入容纳内腔110中的钢液从开口进入湍流抑制器400中，以耗散钢液湍流的动能，有助于降低钢液湍流的流速，并抑制钢液在容纳内腔底部流动。
容纳内腔110右侧底部设有出口111，出口111连通容纳内腔110与外界，以使容纳内腔110中的钢液经出口111流入结晶器中。基于静磁场的中间包控流装置还包括塞棒500，塞棒500可上下移动地穿设于出口111中，塞棒500靠上下移动控制出口111的开闭且控制钢液从出口111流出的流量，塞棒500向上移动使钢液流向出口111的流量增大，塞棒500向下移动使出口111的开口减少，从而降低钢液从出口111流出的流量。
钢液从长水口120进入容纳内腔110中，容纳内腔110中的钢液向出口111流动，则容纳内腔110中的钢液从左向右流动。第一电磁铁设置于中间包主体100的外部，第一电磁铁产生第一静磁场200，第一静磁场200沿前后方向贯穿容纳内腔110，第一静磁场200位于长水口120与出口111之间，第一静磁场200的底端与容纳内腔110的底部留有间隙。第二电磁铁设置于中间包主体100的外部，第二电磁铁产生第二静磁场300，第二静磁场300沿前后方向贯穿容纳内腔110，第二静磁场300位于第一静磁场200与出口111之间，第二静磁场300的顶端与容纳内腔110的顶部之间留有间隙。容纳内腔110中钢液从左往右流动，容纳内腔110中钢液形成闭合的回路，当钢液流经第一静磁场200或第二静磁场300时，钢液做切割磁感线的运动，令钢液形成感应电流，而根据楞次定律，做切割磁感线运动的钢液受到的安培力方向与其运动方向相反，进而能够阻碍钢液流动，从而降低钢液的流速。由于第一静磁场200的底端与容纳内腔110的底部之间留有间隙，钢液流经第一静磁场200时，位于第一静磁场200中的钢液流速低于第一静磁场200下方的钢液流速，使流动的钢液上下两部分形成压强差，促进上部分的钢液向下流动；由于第二静磁场300的顶端与容纳内腔110的顶部之间留有间隙，钢液流经第二静磁场300时，第二静磁场300中的钢液流速低于第二静磁场300上方的钢液流速，使流动的钢液上下部分形成压强差，促进下部分的钢液向上流动；第一静磁场200与第二静磁场300促进容纳内腔110中的钢液先向下流动后向上流动，加剧了容纳内腔中钢液混合、延长了钢液在容纳内腔中停留时间、促进了钢液中夹杂物的碰撞、长大、上浮及去除。
第一电磁铁与第二电磁铁均为常规的电磁铁，利用软磁体作为内芯，通电线圈缠绕着软磁体的外部，将直流电流通入通电线圈后，令软磁体磁化并产生静磁场。为了能够达到阻碍容纳内腔110中钢液的流动，第一静磁场200与第二静磁场300的磁场强度均大于0.2T。由于磁场强度随着电磁铁间距的增加而逐渐降低，故应当确保第一电磁铁与第二电磁铁尽量贴近于中间包主体100的外壁，以此减少第一静磁场200与第二静磁场300所贯穿的距离，同时提高第一电磁铁与第二电磁铁的工作功率。
第一静磁场200的宽度与第二静磁场300的宽度均介于150毫米到200毫米之间，第一静磁场200的高度与第二静磁场300的高度均介于400毫米到600毫米之间。第一静磁场200的顶端高于容纳内腔110中钢液的液面，第一静磁场200的顶端与钢液液面之间的距离介于50毫米到150毫米之间。第一静磁场200的底端与容纳内腔110底部之间留有间隙，第一静磁场200的底端与容纳内腔110底部之间距离介于200毫米到500毫米之间。第二静磁场300的底端低于容纳内腔110的底部，第二静磁场300的顶端与容纳内腔110的顶部之间留有间隙，第二静磁场300的顶端与钢液液面之间的距离介于300毫米到600毫米之间。在本实施例中，第一静磁场200与长水口120之间的水平距离为1000毫米，第一静磁场200的底端与容纳内腔110的底部之间的距离为350毫米，第一静磁场200的顶端与钢液液面之间的距离为75毫米。第二静磁场300与出口111之间的水平距离为1200毫米，第二静磁场300的顶端与钢液液面之间的距离为450毫米。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：包括：
中间包本体(100)，其具有顶部敞口的容纳内腔(110)，所述容纳内腔(110)的底部设有出口(111)，所述出口(111)连通所述容纳内腔(110)与外界；
长水口(120)，所述长水口(120)从上往下伸入所述容纳内腔(110)中，以所述出口(111)相对于所述长水口(120)的位置为相对的右方向；
第一电磁铁，其设于所述中间包本体(100)的外部，所述第一电磁铁产生第一静磁场(200)，所述第一静磁场(200)沿前后方向贯穿所述容纳内腔(110)，所述第一静磁场(200)位于所述长水口(120)与所述出口(111)之间，所述第一静磁场(200)的底端与所述容纳内腔(110)的底部留有间隙；
第二电磁铁，其设于所述中间包本体(100)的外部，所述第二电磁铁产生第二静磁场(300)，所述第二静磁场(300)沿前后方向贯穿所述容纳内腔(110)，所述第二静磁场(300)位于所述第一静磁场(200)与所述出口(111)之间，所述第二静磁场(300)的顶端与所述容纳内腔(110)中钢液的液面留有间隙。
2.根据权利要求1所述的基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：所述第一静磁场(200)的顶端高于所述容纳内腔(110)中钢液的液面。
3.根据权利要求2所述的基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：所述第一静磁场(200)的顶端与所述容纳内腔(110)中钢液的液面之间的距离介于50毫米到150毫米之间。
4.根据权利要求1所述的基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：所述第一静磁场(200)的底端与所述容纳内腔(110)的底部之间的距离介于200毫米到500毫米之间。
5.根据权利要求1所述的基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：所述第二静磁场(300)的底端低于所述容纳内腔(110)的底部。
6.根据权利要求4所述的基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：所述第二静磁场(300)的顶端与所述容纳内腔(110)中钢液的液面之间的距离介于300毫米到600毫米之间。
7.根据权利要求1所述的基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：所述第一静磁场(200)的磁场强度介于0.2T到0.4T之间，所述第二静磁场(300)的磁场强度介于0.2T到0.4T之间。
8.根据权利要求1所述的基于静磁场的中间包控流装置，其特征在于：所述第一静磁场(200)的宽度介于150毫米到200毫米之间，所述第二静磁场(300)的宽度介于150毫米到200毫米之间。
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Non-Patent Citations (1)
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