CN214601814U - 一种连铸结晶器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连铸结晶器装置，在内、外弧水箱内均安装一台电磁变流器，每个电磁变流器均包括两个轴对称布置的电磁推力器，根据铸坯钢种、铸坯宽度、铸坯厚度以及拉坯速度调节每个激励线圈的电流大小、每个电磁推力器的倾斜角度，实现对上股流和下股流的流速和流量的精确控制，提高了流速流量的控制精度，能够满足不同拉速、钢种、断面的生产需求，最大程度地提高了铸坯质量，并且，这种控制方式可以实时调整，控制精度高，可以实现自动控制，有利于连续生产，适合连铸系统的智能化、自动化生产。

Description

一种连铸结晶器装置

技术领域

本实用新型属于连铸结晶器控制技术领域，尤其涉及一种连铸结晶器装置。

背景技术

目前世界炼钢能力已经达到23亿吨以上，中国产能达到16亿吨以上，但是都是以粗钢为主，与欧美国家的精钢还有非常大的差距。要提高钢材质量，最重要的环节是控制连铸过程。结晶器作为连铸过程中的“心脏”，起着决定性的作用，因此想办法改善结晶器内钢液的流动方式，优化结晶器内钢液流动形态成为炼钢质量控制的核心环节。一般认为钢液从水口流入结晶器，钢液应该形成“双股流”，向上的股流（简称上股流）速度以0.2m/s~0.5m/s为最好，主要在于上股流在此流速可以促进熔渣，不会引起液面波动导致卷渣；向下的股流（简称下股流）冲击深度不宜过深，冲击深度过深夹渣物不易上浮，冲击深度过浅不利于结晶器内钢液的流动，因此需要控制上股流和下股流的流速以及流量。另外，对于不同钢种水口与结晶器液面高度位置需求是不同的，尤其是不同浇注时期，水口的高度也是变化的。

目前，主要是通过控制铸坯拉速以及水口结构形式来保证结晶器内流场的。由于连铸生产中，断面宽度、拉坯速度（即拉速）、铸坯钢种、水口结构对于结晶器内流场的影响非常大，为了匹配断面宽度和铸坯钢种的合适流动形态，一般选择控制铸坯拉速或者更换水口结构形式。如图1和图2所示，断面宽度、铸坯钢种、水口结构不变的情况下，提高拉坯速度时，水口2中的钢液量增加，对应的流出钢液流速就会增加，因此，对应的上股流6和下股流7流速都会增加；断面宽度、铸坯钢种、拉坯速度不变的情况下，水口2侧孔口径A减小时，对应的流出钢液流速就会增加，因此，对应的上股流6和下股流7流速都会增加；反之，水口2的侧孔口径A增大时，对应的流出钢液流速就会减少，因此，对应的上股流6和下股流7流速都会减少；当断面宽度、铸坯钢种、拉坯速度不变的情况下，水口2的侧孔倾角α（侧孔开口方向与水口下底面之间的夹角，γ为股流流向与水口下底面之间的夹角）减小时，上股流6增加，下股流7减少；反之，水口2的侧孔倾角α增大时，上股流6减少，下股流7增加。可知，通过调整拉坯速度和更换水口结构形式虽然可以实现结晶器内上股流和下股流的控制，但是却都非常不利于连铸生产。

连铸机目前都是朝着高作业率的方向发展，尤其是动态调宽系统的出现，完全实现了跨断面连续作业的目的，但是流动问题无法很好的得到解决。目前的做法有：一是通过控制拉速来保证质量，这样会影响生产进度；二是通过更换不同结构形式的水口，这样会影响连铸生产效率，也非常不安全，并且水口种类非常多，不适合连铸生产的智能化、无人化。另外，控制拉速和更换水口结构也不能实现实时调整，控制精度和效果也不理想。尤其是不同断面、不同浇注时期，水口位置的不同导致流场形态不同。因此，以上传统的通过控制铸坯拉速以及水口结构形式的方法无法保证全流程结晶器股流控制最佳，无法保证结晶器内流场最佳。

目前，对于结晶器内流场控制的研究主要集中在高拉速时，即钢液流动较快时的电磁制动，包括：EMBR Local Field、EMBR Ruler、FC-Mold电磁制动。主要是采用直流电源产生静磁场，通过静磁场对钢液的运动进行减速，抑制结晶器内钢液的运动，这种结构只适合在高拉速情况下作用，对于低拉速无法使用或无法起到控制作用。另外，对上股流和下股流抑制作用相同，所以只能同时减小上股流和下股流的流速，不能实现上股流和下股流的流速及流量的单独控制，也不能根据水口位置调整进行实时调整。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种连铸结晶器装置，以解决传统结晶器内流场控制只适合高拉速（2m/min拉坯速度）情况，适应性低，不能对上股流和下股流的流速流量进行单独控制，不能实时调整，控制精度差，操作复杂，效率低，不利于连续生产。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种连铸结晶器装置，包括浸入式水口、相对布置的两块宽面铜板和相对布置的两块窄面铜板；还包括：

设于每块所述宽面铜板一侧的背板；

设于每块所述背板一侧的水箱；

设于每个所述水箱内的电磁变流器，每个所述电磁变流器均包括可转动地设于中间轴上且呈轴对称分布的两个电磁推力器，以及用于调节所述电磁推力器的倾斜角度的第一调节机构；

所述电磁推力器的倾斜角度是指电磁推力器与水平面之间的夹角。

本实用新型中，调节激励线圈电流大小可以控制电磁推力器的电磁推力大小，从而控制股流的流速，电磁推力越大，股流的流速越大，反之，电磁推力越小，股流的流速越小；当股流冲击到窄面铜板时，会分为上股流和下股流，调节第一调节机构，从而调节电磁推力器的倾斜角度，实现对上股流和下股流的流量的控制，倾斜角度越大，下股流的流量越大，上股流的流量越小，反之，倾斜角度越小，下股流的流量越小，上股流的流量越大；再加上对电磁推力大小的调节实现了对上股流和下股流的流速的控制。

每个电磁推力器对应一个第一调节机构（或一个电磁变流器对应一个第一调节机构），可以对每个第一调节机构进行单独控制，即可以对每个电磁推力器的倾斜角度（或对一个电磁变流器的两个电磁推力器的倾斜角度）进行单独调节，因此，可以实现上股流和下股流的流速流量的单独控制。

该连铸结晶器装置可以根据连铸机提供的参数调节激励线圈的电流大小、电磁推力器的倾斜角度，实现对上股流和下股流的流速和流量的实时控制，提高了控制精度和生产效率，满足不同拉速、不同钢种、断面的生产需求。

进一步地，在所述背板与对应的宽面铜板之间均设有冷却水缝。

两块宽面铜板和两块窄面铜板构成结晶器，结晶器下端向背板注入冷却水，冷却水流经冷却水缝后从水箱上侧流出，提高了铜板的散热效率。

优选地，所述背板采用非磁性材料，背板厚度为60~150mm。

在强度要求满足的前提下，尽量降低背板的厚度，减小电磁变流器与钢液之间的间距，提高了电磁变流器对股流运行的作用效率。

优选地，所述背板与电磁变流器之间的间距为3~10mm。

进一步地，所述第一调节机构的一端设于所述电磁推力器的端部，另一端设于所述水箱的内顶面；所述电磁推力器的端部是指远离中间轴的电磁推力器的一端；

或，所述第一调节机构的一端设于所述中间轴上，另一端设于所述水箱的内顶面。

当第一调节机构位于电磁推力器的端部时，每个电磁推力器对应一个第一调节机构，可以实现每个电磁推力器倾斜角度的单独控制；当第一调节机构位于中间轴时，一个电磁变流器对应一个第一调节机构，可以实现每个电磁变流器中两个电磁推力器倾斜角度的单独控制。

进一步地，每个所述电磁变流器还包括第二调节机构；所述第二调节机构的一端设于所述中间轴上，另一端设于所述水箱的内顶面；

或，所述第二调节机构的一端设于所述电磁推力器的端部，另一端设于所述水箱的内顶面。

同时控制第一调节机构、第二调节机构动作，且第一调节机构和第二调节机构的运动速度相同，带动电磁变流器整体上下移动，实现了电磁变流器的高度调节；控制第一调节机构或者第二调节机构动作，带动电磁推力器一端上下移动，实现了电磁推力器倾斜角度的调节，从而实现对上股流和下股流的流速和流量的控制。当第一调节机构与电磁推力器的端部连接，第二调节机构与中间轴连接时，第一调节机构的数量与电磁推力器的数量相同，一个第二调节机构对应两个电磁推力器；当第二调节机构与电磁推力器的端部连接，第一调节机构与中间轴连接时，第二调节机构的数量与电磁推力器的数量相同，一个第一调节机构对应两个电磁推力器。

优选地，所述第一调节机构和第二调节机构均为液压油缸伸缩机构。

液压油缸伸缩机构为现有结构，液压油缸伸缩机构包括液压油缸，控制液压油缸工作，将液压油缸的伸缩杆伸出或缩回，带动电磁推力器的一端或两端上下移动，从而实现电磁变流器整体上下移动，或实现电磁推力器的倾斜角度调节。

优选地，在所述中间轴的至少一端设有导向杆，所述导向杆的至少一端固定在所述水箱上。

导向杆对电磁推力器的上下移动起到导向作用，避免了电磁推力器在移动过程中的偏移。

进一步地，每个所述电磁推力器均包括铁芯、以及环绕所述铁芯且依次设置的n个激励线圈；第1个所述激励线圈与第n/2+1个所述激励线圈首尾相连，第2个所述激励线圈与第n/2+2个所述激励线圈首尾相连，依次类推，第n/2个所述激励线圈与第n个所述激励线圈首尾相连；

第1个所述激励线圈、第2个所述激励线圈、……、以及第n/2个所述激励线圈与低频电源连接；第n/2+1个所述激励线圈、第n/2+2个所述激励线圈、……、以及第n个所述激励线圈呈星型连接；其中，n为偶数；

所述激励线圈的数量与低频电源的形式相匹配。

调节低频电源的电流和频率，从而调节激励线圈的电流大小。激励线圈的数量为6时，对应的低频电源为三相制交流电源；激励线圈的数量为4时，对应的低频电源为两相制交流电源；激励线圈的数量为其他偶数时，对应的低频电源为其他相制交流电源。

进一步地，所述激励线圈的电流的范围为0~1000A，所述电磁推力器的倾斜角度的范围为-30~60°。

优选地，所述激励线圈的电流调节范围为0~500A，所述电磁推力器的倾斜角度调节范围为0~30°。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、能够控制电磁推力的大小，从而可以控制上股流和下股流的流速，既能够适用于高拉速情况，又能够适用于低拉速情况，适应性高，提高了流速的控制精度；

2、能够调节电磁推力器的倾斜角度，从而可以控制上股流和下股流的流量，提高了流量的控制精度；

3、每个第一调节机构对应一个电磁推力器，或者一个第一调节机构对应电磁变流器的两个电磁推力器，可以对每个电磁推力器的倾斜角度进行单独控制，或者对每个电磁变流器的两个电磁推力器的倾斜角度进行单独控制，因此，可以实现上股流和下股流的流量的单独控制；可以对每个电磁推力器的激励线圈进行单独控制，因此，可以实现上股流和下股流的流速的单独控制；

4、能根据连铸机反馈的参数对上股流和下股流的流速流量进行实时控制，控制精度高，提高了生产效率，有利于连续生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型背景技术中现有连铸结晶器的结构示意图；

图2是本实用新型背景技术中现有连铸结晶器内股流形貌示意图；

图3是本实用新型实施例中连铸结晶器装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中电磁变流器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中电磁推力器激励线圈的接线图；

图6是本实用新型实施例中电磁变流器不启动时连铸结晶器装置内股流形貌示意图；

图7是本实用新型实施例中电磁变流器启动时连铸结晶器装置内股流形貌示意图；

其中，1-宽面铜板，2-浸入式水口，3-铸坯，4-窄面铜板，5-钢液液面，6-上股流，7-下股流，8-内弧背板，9-外弧背板，10-内弧水箱，11-外弧水箱，12-电磁变流器，121-第一调节机构/第二调节机构，122-第二调节机构/第一调节机构，123-左侧电磁推力器，1231-激励线圈，1232-铁芯，124-右侧电磁推力器，125-导向杆，126-销轴，127-中间轴，128-电磁推力方向。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图3所示，本实施例所提供的一种连铸结晶器装置，包括浸入式水口2、相对布置的两块宽面铜板1、相对布置的两块窄面铜板4、内弧背板8和外弧背板9、内弧水箱10和外弧水箱11以及电磁变流器12；内弧背板8、外弧背板9分别设于相对布置的两块宽面铜板1的一侧；内弧水箱10设于内弧背板8的一侧，外弧水箱11设于外弧背板9的一侧；在内弧水箱10和外弧水箱11内均设有一电磁变流器12；每个电磁变流器12均包括可转动地设于中间轴127上且呈轴对称分布的左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124，以及用于调节左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度的第一调节机构121/122（如图4所示）。电磁推力器的倾斜角度是指电磁推力器与水平面之间的夹角β。

可以采用人工方式调节左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的激励线圈的电流大小，以及左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度，也可以采用控制模块来控制，控制模块根据连铸机反馈的参数（例如：铸坯钢种、铸坯宽度、铸坯厚度以及拉坯速度）实时调节每个激励线圈1231的电流大小、每个电磁推力器的倾斜角度，实现对上股流6和下股流7的流速和流量的控制，有利于连铸生产的智能化和自动化。

内弧背板8、外弧背板9均与对应的宽面铜板1固定在一起，宽面铜板1作为连铸从液态钢水到凝固成固态坯壳的重要导热部件，为了提高宽面铜板1的散热效果，在内弧背板8与对应的宽面铜板、外弧背板9与对应的宽面铜板1之间的中部均设有冷却水缝，从结晶器下端向内弧背板8或外弧背板9注入冷却水，冷却水流经对应的冷却水缝后从内弧水箱10或外弧水箱11的上侧流出，提高了宽面铜板的散热效率。

内弧背板8和外弧背板9均采用非磁性材料，厚度为60~150mm，在强度要求满足的前提下，尽量降低背板的厚度，减小电磁变流器12与钢液之间的间距，提高了电磁变流器12对股流运行的作用效率。本实施例中，内、外弧背板9与对应的电磁变流器12之间的间距为3~10mm。

内弧水箱10和外弧水箱11均采用非磁性材料，区别于其他结晶器结构形式，需要在内、外弧水箱11中心开设一个空腔，该空腔用于安装电磁变流器12，电磁变流器12的第一调节机构121/122和第二调节机构122/121的一端固定在水箱的内顶面。

如图4所示，第一调节机构121/122和第二调节机构122/121的安装位置有两种不同的实现方式：

第一种是每个电磁推力器对应一个第一调节机构121/122（此时第一调节机构是指电磁推力器端部的调节机构），每个电磁变流器12对应一个第二调节机构122/121（此时第二调节机构是指中间轴上的调节机构）；此时，第一调节机构121/122的一端通过销轴126与电磁推力器的端部（指远离中间轴127的一端）固定连接，另一端固定在水箱内顶面；第二调节机构122/121的一端与中间轴127固定连接，另一端固定在水箱内顶面。两个第一调节机构121/122、一个第二调节机构122/121不动作时，电磁变流器12保持稳定，每个电磁推力器的倾斜角度β不变。

当其中一个第一调节机构121/122动作时，该第一调节机构121/122对应的电磁推力器动作，调节该电磁推力器的倾斜角度β，该第一调节机构121/122向下移动时，电磁推力器的倾斜角度β增大，下股流7的流量增大，反之，该第一调节机构121/122向上移动时，电磁推力器的倾斜角度β减小，下股流7的流量减小。

当第二调节机构122/121动作时，该第二调节机构122/121对应的左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124同时动作（与中间轴127连接的电磁推力器的一端动作），同时调节左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β，该第二调节机构122/121向下移动时，左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β同时增大，左侧下股流7和右侧下股流7的流量同时增大，反之，该第二调节机构122/121向上移动时，左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β同时减小，左侧下股流7和右侧下股流7的流量同时减小。

当两个第一调节机构121/122、第二调节机构122/121同时动作时，电磁变流器12整体上下移动，左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β保持不变。

第二种是每个电磁推力器对应一个第二调节机构121/122（此时第二调节机构是指电磁推力器端部的调节机构），每个电磁变流器12对应一个第一调节机构122/121（此时第一调节机构是指中间轴上的调节机构）；此时，第二调节机构121/122的一端通过销轴126与电磁推力器的端部（指远离中间轴127的一端）固定连接，另一端固定在水箱内顶面；第一调节机构122/121的一端与中间轴127固定连接，另一端固定在水箱内顶面。两个第二调节机构121/122、一个第一调节机构122/121不动作时，电磁变流器12保持稳定，每个电磁推力器的倾斜角度β不变。

当其中一个第二调节机构121/122动作时，该第二调节机构121/122对应的电磁推力器动作，调节该电磁推力器的倾斜角度β，该第二调节机构121/122向下移动时，电磁推力器的倾斜角度β增大，下股流7的流量增大，反之，该第二调节机构121/122向上移动时，电磁推力器的倾斜角度β减小，下股流7的流量减小。

当第一调节机构122/121动作时，该第一调节机构122/121对应的左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124同时动作（与中间轴127连接的电磁推力器的一端动作），同时调节左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β，该第一调节机构122/121向下移动时，左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β同时增大，左侧下股流7和右侧下股流7的流量同时增大，反之，该第一调节机构122/121向上移动时，左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β同时减小，左侧下股流7和右侧下股流7的流量同时减小。

当两个第二调节机构121/122、第一调节机构122/121同时动作时，电磁变流器12整体上下移动，左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124的倾斜角度β保持不变。

无论是调节中间轴上的调节机构，还是调节电磁推力器端部的调节机构，都能改变电磁推力器的倾斜角度β，但是当调节中间轴上的调节机构时，改变了中间轴相对侵入式水口的位置，即改变了电磁变流器的高度，此时侵入式水口的位置并没有变化；为了保证电磁变流器的高度随着浸入式水口的位置B变化而变化，一般调节电磁推力器的倾斜角度时，优先选择调节电磁推力器端部的调节机构，避免了在调节电磁推力器的倾斜角度时改变了电磁变流器的高度；电磁变流器的高度跟随侵入式水口的位置B变化而变化，即电磁变流器的中间轴位置与侵入式水口的位置B保持一致，有利于电磁推力集中在水口侧孔处，有利于将从水口侧孔流出的钢液分配出去，以便促进新流出的钢液形成合适的流场。

本实施例中，为了保证电磁推力器在上下移动过程中不发生偏移，在水箱的底部或顶部设有两根导向杆125，中间轴127的两端分别套装在两根导向杆125上，导向杆125对电磁推力器的上下移动起到导向作用。

本实施例中，第一调节机构和第二调节机构均为液压油缸伸缩机构，液压油缸伸缩机构为现有结构，液压油缸伸缩机构至少包括液压油缸，液压油缸工作，将液压油缸的伸缩杆伸出或缩回，带动电磁推力器的一端或两端上下移动，从而实现电磁变流器12整体上下移动，或实现电磁推力器的倾斜角度调节。

第一调节机构和第二调节机构的另一种实现方式为：驱动电机或步进电机+丝杠的结构形式，即驱动电机或步进电机由控制模块来控制，驱动电机或步进电机的输出端与丝杠副连接，驱动电机或步进电机的旋转使丝杠副做直线移动，从而带动电磁推力器的一端或两端上下移动，从而实现电磁变流器12整体上下移动，或实现电磁推力器的倾斜角度调节。控制器控制驱动电机动作为现有技术。

电磁变流器12成对使用，两个电磁变流器12分别安装在内弧水箱10和外弧水箱11内。在第一调节机构121/122和第二调节机构122/121的同时作用下，电磁变流器12可以整体上下移动，由可以绕中间轴127旋转的左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124组成，左侧电磁推力器123和右侧电磁推力器124成V型结构，电磁推力器与水平面之间的夹角β单独可调，调整范围为-30°~60°，如图4所示，电磁推力器的倾斜角度的调节范围优选为0~30°。-30°表示电磁推力器的端部高于中间轴时，电磁推力器与水平面之间的夹角，30°表示电磁推力器的端部低于中间轴时，电磁推力器与水平面之间的夹角。

电磁变流器12的电流形式可以包括多种，例如两相、三相或其他相制交流电源，两相制交流电源的相位角分别为0°，90°；三相制交流电源的相位角分别为0°，120°，-120°，但是产生的电磁推力是沿着股流流动方向的，对钢液股流的运动起到推动促进作用。

每个电磁推力器均包括铁芯1232、以及环绕铁芯1232设置的多个激励线圈1231，电磁推力器的激励线圈1231与低频电源连接，人工调节低频电源的电流和频率，或者采用控制模块调节低频电源的电流和频率，从而调节激励线圈1231的电流大小。低频电源可以为两相、三相或其他相制交流电源，低频电源的形式由激励线圈1231的数量来决定。例如，激励线圈1231的数量为6时，对应的低频电源为三相制交流电源；激励线圈1231的数量为4时，对应的低频电源为两相制交流电源；激励线圈1231的数量为其他偶数时，对应的低频电源为其他相制交流电源。

设每个电磁推力器的激励线圈1231的数量为n个，n个激励线圈1231有序设置在铁芯1232上，第1个激励线圈与第n/2+1个激励线圈首尾相连，第2个激励线圈与第n/2+2个激励线圈首尾相连，依次类推，第n/2个激励线圈与第n个激励线圈首尾相连；第1个激励线圈、第2个激励线圈、……、以及第n/2个激励线圈与低频电源连接；第n/2+1个激励线圈、第n/2+2个激励线圈、……、以及第n个激励线圈呈星型连接。激励线圈的数量与低频电源的形式相匹配。

如图5所示，以每个电磁推力器的激励线圈1231的数量为6个，低频电源的形式为三相制交流电源。外弧水箱11内的左侧电磁推力器123的6个激励线圈编号依次为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6，外弧水箱11内的右侧电磁推力器124的6个激励线圈编号依次为2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，内弧水箱10内的左侧电磁推力器123的6个激励线圈编号依次为3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6，内弧水箱10内的右侧电磁推力器124的6个激励线圈编号依次为4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6。激励线圈1-1与激励线圈1-4首尾相连，激励线圈1-2与激励线圈1-5首尾相连，激励线圈1-3与激励线圈1-6首尾相连，U1、V1、W1分别通0°，120°，-120°交流电，激励线圈1-4、激励线圈1-5、激励线圈1-6的另一端的3个接头接为一个星点；激励线圈2-1与激励线圈2-4首尾相连，激励线圈2-2与激励线圈2-5首尾相连，激励线圈2-3与激励线圈2-6首尾相连，U2、V2、W2分别通0°，120°，-120°交流电，激励线圈2-4、激励线圈2-5、激励线圈2-6的另一端接为星点；激励线圈3-1与激励线圈3-4首尾相连，激励线圈3-2与激励线圈3-5首尾相连，激励线圈3-3与激励线圈3-6首尾相连，激励线圈3-1与激励线圈3-4首尾相连，U3、V3、W3分别通0°，120°，-120°交流电，激励线圈3-4、激励线圈3-5、激励线圈3-6的另一端接为星点；激励线圈4-1与激励线圈4-4首尾相连，激励线圈4-2与激励线圈4-5首尾相连，激励线圈4-3与激励线圈4-6首尾相连，激励线圈4-1与激励线圈4-4首尾相连，激励线圈4-4、激励线圈4-5、激励线圈4-6的另一端接为星点，U1、V1、W1、U2、V2、W2、U3、V3、W3、U4、V4、W4全部通0°，120°，-120°交流电时，电磁变流器12的两个电磁推力器产生沿股流方向的电磁推力，从而促进钢水股流的运动。

当激励线圈1231的电流增大时，对应的电磁推力增大，从而提高了对应上股流6和下股流7的流速；反之，当激励线圈1231的电流减小时，对应的电磁推力减小，从而降低了对应上股流6和下股流7的流速。由于每个电磁推力器的激励线圈1231电流大小可以单独控制，因此，每侧的上股流6和下股流7的流速可以单独控制。

激励线圈的电流调节范围为0~1000A，优选0~500A。

如图6所示，电磁变流器12不启动时连铸结晶器装置内股流形貌示意图，在无电磁变流器时，股流流速不够，不能到达窄面铜板，不能形成合适的上股流6和下股流7，不利于生产。

如图7所示，电磁变流器12启动时连铸结晶器装置内股流形貌示意图，在电磁变流器工作时，在电磁推力的促进作用下提高了股流的速度，可以促进股流冲击窄面铜板，可以形成合适的流场，与通过改变水口倾角达到的效果一致（此时水口倾角α为0°）。图7中，水口倾角α为0°时，在电磁变流器的作用下，γ与电磁推力器的倾斜角度β一致，γ为股流流向与水口下底面（或水平面）之间的夹角。

本实施例中，控制模块可以采用PLC控制器、单片机或微控制器等。连铸机系统反馈的参数包括铸坯钢种、铸坯宽度、铸坯厚度以及拉坯速度。控制模块根据连铸机系统反馈的参数进行对应装置的调节所涉及到的计算机程序为现有技术，可参考授权公告号为CN108500228B，名称为板坯连铸结晶器流场控制方法的专利文献。液压油缸装置、电机+丝杠副的结构均是现有的机械结构，控制模块对这些机械结构进行控制所涉及到的计算机程序也为现有技术。控制模块控制线圈电流大小所涉及到的计算机程序为现有技术，可参考公开号为CN111570781A，名称为一种中间包水口控流系统及方法的专利文献。

本实用新型提供一种连铸结晶器装置，可以根据连铸机反馈的参数调节每个激励线圈的电流大小、每个电磁推力器的倾斜角度，无需调节铸坯拉速或更换水口结构形式，就可以实现对上股流和下股流的流速和流量的控制，从而满足不同拉速、钢种、断面以及不同浇注时期的生产需求；同时这种控制方式可以实时调整，控制精度高，可以自动控制，有利于连续生产，适合连铸系统的智能化、自动化。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连铸结晶器装置，包括浸入式水口、相对布置的两块宽面铜板和相对布置的两块窄面铜板；其特征在于，还包括：

设于每块所述宽面铜板一侧的背板；

设于每块所述背板一侧的水箱；

设于每个所述水箱内的电磁变流器，每个所述电磁变流器均包括可转动地设于中间轴上且呈轴对称分布的两个电磁推力器，以及用于调节所述电磁推力器的倾斜角度的第一调节机构；

所述电磁推力器的倾斜角度是指电磁推力器与水平面之间的夹角。

2.如权利要求1所述的连铸结晶器装置，其特征在于：在所述背板与对应的宽面铜板之间均设有冷却水缝。

3.如权利要求1所述的连铸结晶器装置，其特征在于：所述背板采用非磁性材料，背板厚度为60~150mm。

4.如权利要求1所述的连铸结晶器装置，其特征在于：所述背板与电磁变流器之间的间距为3~10mm。

5.如权利要求1所述的连铸结晶器装置，其特征在于：所述第一调节机构的一端设于所述电磁推力器的端部，另一端设于所述水箱的内顶面；所述电磁推力器的端部是指远离中间轴的电磁推力器的一端；

或，所述第一调节机构的一端设于所述中间轴上，另一端设于所述水箱的内顶面。

6.如权利要求1所述的连铸结晶器装置，其特征在于：每个所述电磁变流器还包括第二调节机构；所述第二调节机构的一端设于所述中间轴上，另一端设于所述水箱的内顶面；

或，所述第二调节机构的一端设于所述电磁推力器的端部，另一端设于所述水箱的内顶面。

7.如权利要求6所述的连铸结晶器装置，其特征在于：所述第一调节机构和第二调节机构均为液压油缸伸缩机构。

8.如权利要求1所述的连铸结晶器装置，其特征在于：在所述中间轴的至少一端设有导向杆，所述导向杆的至少一端固定在所述水箱上。

9.如权利要求1~8中任一项所述的连铸结晶器装置，其特征在于：每个所述电磁推力器均包括铁芯、以及环绕所述铁芯且依次设置的n个激励线圈；第1个所述激励线圈与第n/2+1个所述激励线圈首尾相连，第2个所述激励线圈与第n/2+2个所述激励线圈首尾相连，依次类推，第n/2个所述激励线圈与第n个所述激励线圈首尾相连；

第1个所述激励线圈至第n/2个所述激励线圈均与低频电源连接；第n/2+1个所述激励线圈至第n个所述激励线圈呈星型连接；其中，n为偶数。

10.如权利要求9所述的连铸结晶器装置，其特征在于：所述激励线圈的电流的范围为0~1000A，所述电磁推力器的倾斜角度的范围为-30~60°。

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