CN116765372A - 一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，属于钢铁冶金中电磁冶金方法技术领域。本发明的技术方案是：将浸入式水口电磁装置从上表面到下表面，沿着中心线分成N等份，使用特斯拉计沿着电磁装置的中心线由上到下分别测量N+1个电磁感应强度值，通过相关计算分别获得电磁场平均强度值、电磁场强度的不均匀度以及电磁力特性参数。本发明的有益效果是：数据获取简单，能够快速得到磁场特性参数的优点，可以对连铸浸入式水口电磁装置磁场强度的特性进行简单、有效的表征。
Description
技术领域
本发明涉及一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，属于钢铁冶金中电磁冶金方法技术领域。
背景技术
连铸浸入式水口外置电磁装置可产生电磁场并作用于钢流，使其产生切向速度，改变其进入结晶器时的速率。由于该技术在实施过程中，电磁装置不与钢液直接接触，能够起到与结晶器电磁搅拌相当的效果，达到减轻连铸坯疏松和缩孔缺陷、降低偏析严重程度的目的，另外还能起到控制结晶器水口偏流的问题，目前该技术的应用已经逐渐被各钢铁企业关注。
连铸浸入式水口外置电磁装置的冶金效果与电磁线圈的安装位置、线圈的外形结构、浸入式水口的尺寸、电磁场特性参数等相关。同一电磁装置，同一铸坯断面，同一钢种及生产工艺，不同的电磁装置工艺参数，其冶金效果也会存在差异。实际生产时，需要通过实际的冶金效果来确定最佳的电磁装置工艺参数，而同一电磁装置即使电流和频率不变，随着设备的老化，其产生的电磁场也存在衰变现象。因此，只有对电磁装置的磁场特性参数进行表征，并保证磁场特性参数不发生较大的变化，才能够保障浸入式水口电磁装置的冶金效果。同时，在对磁场特性参数进行表征之后，也有利于快速确定最佳的工艺参数窗口，为现场工艺优化提供数据支撑，进而改善连铸坯内部质量。
发明内容
本发明目的是提供一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，将连铸浸入式水口电磁装置作用于钢液的磁场简化为一维，通过对该一维磁场不同位置的磁感应强度进行测量，然后通过相关计算，获得三个主要的电磁场特性参数，有利于对磁场特性进行快速表征；通过使用特性参数对电磁场进行直接表征，可将复杂的电磁场数字化，能够为电磁装置的工艺参数优化提供更直观的数据支撑，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，包含以下步骤：首先将浸入式水口电磁装置从上表面到下表面，沿着中心线分成N等份；然后使用特斯拉计沿着电磁装置的中心线由上到下分别测量N+1个电磁感应强度值；最后通过相关计算分别获得电磁场平均强度值、电磁场强度的不均匀度以及电磁力特性参数，完成对连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征。
所述电磁场平均强度值Bave采用几何平均值的计算方式，即
所述电磁场强度的不均匀度s计算方式为：
所述电磁力特性参数w的计算方式为：
所述连铸浸入式水口电磁装置的高度为100～200mm，电磁装置的电流强度为100～600A，频率为50Hz。
本发明的有益效果是：将连铸浸入式水口电磁装置作用于钢液的磁场简化为一维，通过对该一维磁场不同位置的磁感应强度进行测量，然后通过相关计算，获得三个主要的电磁场特性参数，有利于对磁场特性进行快速表征；通过使用特性参数对电磁场进行直接表征，可将复杂的电磁场数字化，能够为电磁装置的工艺参数优化提供更直观的数据支撑。
附图说明
图1为本发明浸入式水口电磁装置示意图；
图中：电磁装置的中心线1、电磁装置2。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，包含以下步骤：首先将浸入式水口电磁装置从上表面到下表面，沿着中心线分成N等份；然后使用特斯拉计沿着电磁装置的中心线由上到下分别测量N+1个电磁感应强度值；最后通过相关计算分别获得电磁场平均强度值、电磁场强度的不均匀度以及电磁力特性参数，完成对连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征。
所述电磁场平均强度值Bave采用几何平均值的计算方式，即
所述电磁场强度的不均匀度s计算方式为：
所述电磁力特性参数w的计算方式为：
所述连铸浸入式水口电磁装置的高度为100～200mm，电磁装置的电流强度为100～600A，频率为50Hz。
本发明实施案例中，电磁装置的高度为150mm。
实施案例1：
首先将连铸浸入式水口电磁装置从上表面到下表面，沿着中心线分成4等份。
设置浸入式水口电磁装置的电流为300A，频率为50Hz，然后使用特斯拉计沿着电磁装置的中心线由上到下分别测量5个电磁感应强度值，分别为：25.7、41.3、51.1、46.2、40.5mT。
最后通过相关计算分别获得电磁场平均强度值，电磁场强度的不均匀度以及电磁力特性参数，完成对连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征。
(1)根据式(1)，电磁场平均强度值Bave为：39.9mT。
(2)根据式(2～4)，电磁场强度的不均匀度s为：0.21。
(3)根据式(5)电磁力特性参数w为：1594。
实施案例2：
首先将连铸浸入式水口电磁装置从上表面到下表面，沿着中心线分成4等份。
设置浸入式水口电磁装置的电流为100A，频率为50Hz，然后使用特斯拉计沿着电磁装置的中心线由上到下分别测量5个电磁感应强度值，分别为：9.1、16.3、19.7、17.3、14.2mT。
最后通过相关计算分别获得电磁场平均强度值，电磁场强度的不均匀度以及电磁力特性参数，完成对连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征。
(1)根据式(1)，电磁场平均强度值Bave为：14.8mT。
(2)根据式(2～4)，电磁场强度的不均匀度s为：0.24。
(3)根据式(5)电磁力特性参数w为：220。
实施案例3：
首先将连铸浸入式水口电磁装置从上表面到下表面，沿着中心线分成4等份。
设置浸入式水口电磁装置的电流为600A，频率为50Hz，然后使用特斯拉计沿着电磁装置的中心线由上到下分别测量5个电磁感应强度值，分别为：33.9、60.2、77、71.3、62.5mT。
最后通过相关计算分别获得电磁场平均强度值，电磁场强度的不均匀度以及电磁力特性参数，完成对连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征。
(1)根据式(1)，电磁场平均强度值Bave为：58.8mT。
(2)根据式(2～4)，电磁场强度的不均匀度s为：0.25。
(3)根据式(5)电磁力特性参数w为：3452。
Claims (5)
1.一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，其特征在于包含以下步骤：首先将浸入式水口电磁装置从上表面到下表面，沿着中心线分成N等份；然后使用特斯拉计沿着电磁装置的中心线由上到下分别测量N+1个电磁感应强度值；最后通过相关计算分别获得电磁场平均强度值、电磁场强度的不均匀度以及电磁力特性参数，完成对连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征。
2.根据权利要求1所述的一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，其特征在于：所述电磁场平均强度值Bave采用几何平均值的计算方式，即
3.根据权利要求1所述的一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，其特征在于：所述电磁场强度的不均匀度s计算方式为：
4.根据权利要求1所述的一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，其特征在于：所述电磁力特性参数w的计算方式为：
5.根据权利要求1所述的一种连铸浸入式水口电磁装置磁场特性参数的表征方法，其特征在于：所述连铸浸入式水口电磁装置的高度为100～200mm，电磁装置的电流强度为100～600A，频率为50Hz。
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