CN2551373Y - 软接触电磁连铸结晶器 - Google Patents

Abstract

软接触电磁连铸结晶器，包括结晶器分瓣体、分瓣体间切缝和设置于分瓣体外侧的电磁感应线圈，形成整体结晶器铜管；结晶器分瓣体和电磁感应线圈外套设一可通以循环冷却水的冷却水室；结晶器分瓣体侧面开有密封槽，加以密封圈密封；冷却水室包括至少一内水套、外水套和上、下盖压板，形成一密闭腔体；内水套略低于外水套，形成冷却水通道。本实用新型可提高磁场穿透效率，减少屏蔽；保证磁场穿透分布的均匀性，使结晶器内腔电磁压力分布均匀、强度大，弯月面受力大小一致，进而提高连铸拉速并获得表面光滑、质量均一的铸坯；还增强了结晶器的结构刚性，寿命长，铸坯冷却均匀；适合任何切缝形式、实现多切缝数的软接触电磁连铸结晶器。

Description

软接触电磁连铸结晶器

技术领域

本实用新型涉及连铸结晶器冶金装备技术，特别涉及实现冶炼—连铸—连轧短流程工艺和无缺陷连续铸钢的关键技术。

背景技术

钢材的质量和成本很大程度上依赖于铸坯的生产工艺。我国的连铸比已超过85％。但是，目前的连铸坯有许多缺陷，如振痕、裂纹、偏析、夹杂等。目前连铸的生产焦点集中在高效连铸上(高拉速、高质量、高作业率)。由于软接触电磁连铸技术能生产出无振痕、无裂纹等缺陷的优质连铸坯，同时能够大幅度提高连铸拉速，因此此技术得到冶金工作者的极大关注，欧、美尤其是日、韩都投入大量的时间和精力进行研究。而软接触电磁连铸技术的核心技术集中在电磁连铸结晶器上。

目前，软接触电磁连铸技术主要是对分瓣体冷坩埚型连铸结晶器施加高频磁场，在初始凝固区产生一个指向铸坯内部的电磁压力，此压力部分抵消了钢水的静压力，使熔融钢液弯月面凸起，弯月面处熔融钢液与结晶器呈非接触状态，因此，保护渣的流入通道变宽，保护渣能均匀流入，从而减轻了由于结晶器振动保护渣的流入、流出所造成的动压变化而引起的铸坯表面振痕。同时，由于传热的改善使凝固均匀性和组织细化进一步提高。此项技术已被国内外大量研究和实验所证实。

目前国内外设计制造了许多分瓣体冷坩埚式软接触电磁连铸结晶器，分瓣体切缝的形式多种，有均等切缝、非均等切缝、均等分瓣体、非均等分瓣体、通体切缝、非通体切缝和倾斜切缝多种，并都进行了大量的铝和锡铅浇注试验，取得了较好的铸坯表面质量，而在进行钢坯浇注时，钢坯质量却不如铝和锡铅的效果好，目前仍然进行着大量的理论和试验研究。

对钢的软接触电磁连铸，要想获得较好的效果，就必须改进结晶器结构，提高磁场穿透效率、磁场分布均匀性，而解决此问题最直接有效的方法就是增加切缝的数量，而考虑结晶器冷却和结构强度的问题，原有所有形式软解触电磁结晶器都限制了切缝数量的增加。其原因如下：

高频电流感应线圈通过感应作用于软接触电磁连铸结晶器时，就会在铜结晶器上产生与外加高频电流作用效果相反的感应电流，从而造成对外加磁场的屏蔽作用。带分瓣体的冷坩埚式软接触电磁连铸结晶器就是为解决此问题而提出的，而此类形式的软接触电磁连铸结晶器的冷却结构(如图1所示)是结晶器和感应线圈分别进行水冷。结晶器分瓣体内通冷却水带走钢水凝固产生的热量，而铜管式电磁感应线圈内部也通冷却水对铜管冷却，冷却水将高频交变电流在铜管产生的焦耳热带走。这里结晶器各分瓣体内部的冷却水水量必须要满足冷却铸坯的冷却要求，要想提高磁场穿透效率而增加切缝数量就必将导致结晶器各分瓣体尺寸的减少，在分瓣体内流过的冷却水的流量也相应减少和流速减小，这样就难以保证连铸生产的要求，这就是现有带分瓣体的冷坩埚式软接触电磁连铸结晶器用于钢的连铸难以获得很好冶金效果的根本症结之所在。也就是说，要想保证冷却强度与结构强度的前提下，进一步提高磁场穿透效率、改善磁场分布性，现有分瓣体内通水冷却的水冷铜坩埚式软接触电磁连铸结晶器有一定局限性。

另外，目前传统方坯和圆坯连铸结晶器是由方形和圆形铜管以及在铜管外部的冷却水水套组成，铜管外壁与水套内壁有一定间隙，冷却水在铜管和水套的间隙内快速流动，冷却铜管，进而冷却结晶器内的钢液。而现有冷坩埚式软接触电磁连铸的冷却结构限制了其尺寸缩小到直接与现有连铸结晶器的冷却系统匹配，冷坩埚式软接触电磁连铸在传统连铸机上实现正常的工业生产是相当困难的，而必须做较大的改造，而较大的改造在现有连铸机是不一定有足够的空间。这就限制了此技术在现有工业连铸机上推广应用。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种可根据要求最大限度地提高磁场穿透效率，减少屏蔽，克服现有冷坩埚式软接触电磁连铸结晶器受分瓣体形状的限制；保证磁场穿透分布的均匀性，得到结晶器内腔分布均匀的电磁压力，减小铸坯和结晶器的摩擦，进而提高连铸的拉速并得到更好的铸坯质量；增强结晶器的结构刚性，提高使用寿命，适合于工业生产、铸坯冷却均匀，效果好以及适合于软接触电磁连铸工业应用的结晶器，只要对现有的传统连铸结晶器冷却系统进行较小的改造，就能实施此结构形式的软接触电磁连铸。

为达到上述目的，本实用新型设计的软接触电磁连铸结晶器，包括结晶器分瓣体、分瓣体间切缝和设置于分瓣体外侧的电磁感应线圈，形成整体结晶器铜管；所述的结晶器分瓣体和电磁感应线圈外套设一可通以循环冷却水的冷却水室；所述的结晶器分瓣体侧面开有密封槽，加以密封圈密封。

进一步，所述的冷却水室包括至少一内水套、外水套和上、下盖压板形成一密闭腔体；内水套略低于外水套，形成冷却水通道。

电磁感应线圈浸泡在冷却水中，冷却水在结晶器铜管、内水套、外水套和上盖压板形成的空腔内流动，冷却水从结晶器铜管和内水套之间流入，通过冷却结晶器冷却内部钢液，使钢液形成一定厚度的坯壳拉出结晶器，然后从内水套和外水套之间流出。高频交流电在电磁感应线圈内产生焦耳热，也必须冷却，此热量也由此路冷却水带走。

又，为防止有切缝的结晶器钢水的渗出和冷却水的渗入，以及各分瓣体之间的相互绝缘，在所述的分瓣体的两侧切面喷涂一电绝缘材料层；然后在切面开密封槽，加密封圈。

所述的结晶器分瓣体上套设紧固夹套，将结晶器各分瓣体夹紧固定。

当电磁感应线圈馈给高频交流电时，此结构的软接触电磁连铸结晶器，将得到更大而且均匀的电磁压力，减小铸坯和结晶器的摩擦，进而提高连铸的拉速并得到更好的铸坯质量。

本实用新型的优点在于，结晶器分瓣体结构不同，主要表现在冷却结构，从而解决了原有带分瓣体冷坩埚式软接触电磁连铸结晶器的限制环节，分瓣体尺寸、形状从水冷的要求中解脱出来，从而结晶器的设计就可以从更大程度地提高磁场穿透效率上来考虑；

切缝数量不受结晶器冷却强度的限制，最大限度提高电磁场穿透效率和分布均匀性；

可直接利用现有连铸机的冷却系统来应用软接触电磁连铸技术，改造十分少，利于技术推广。

附图说明

图1为现有结晶器的结构示意图。

图2为图1的A-A的剖视结构示意图。

图3为本实用新型的结构剖视图。

图4为图3的B-B的剖视结构示意图。

图5为本实用新型一实施例的结构剖视图。

具体实施方式

如图3、4所示，本实用新型设计的软接触电磁连铸结晶器，包括结晶器分瓣体1、分瓣体间切缝2和设置于分瓣体外侧的电磁感应线圈3，形成整体结晶器铜管；

结晶器分瓣体1和电磁感应线圈3外套设一可通以循环冷却水的冷却水室4；所述的结晶器分瓣体1侧面11开有密封槽111，加以密封圈密封。

如图5所示，所述的冷却水室4包括至少一内水套41、外水套42和上、下盖压板43、44，形成一密闭腔体；内水套41略低于外水套42，形成冷却水通道。下盖压板44图中未示出。

所述的分瓣体的两侧切面11喷涂一电绝缘材料层；结晶器分瓣体1上套设紧固夹套5、6，将结晶器各分瓣体1夹紧固定。

使用时，对切缝2的各切面进行电绝缘材料(如二氧化硅)喷涂，在各结晶器分瓣体1之间的密封槽111内垫上橡胶密封圈，然后用结晶器紧固夹套5、6将各分瓣体1夹紧，固定成一体。利用若干匝载流感应线圈3环绕于结晶器，上盖压板43下端压在冷却水外套42上面，内水套2在结晶器外沿，而且进行水密封。冷却水从结晶器和冷却水内水套6之间流入，然后从冷却水内水套41和冷却水外水套42之间流出。感应线圈3放置在结晶器和冷却水内水套41之间，浸泡在冷却水中，冷却水同时冷却结晶器和载流感应线圈3。此装置可在结晶器内产生强度高、分布均匀的电磁场，从而钢液的弯月面受力均匀，获得表面光滑的连铸铸坯。

高磁场穿透效率软接触电磁连铸结晶器分瓣体内部是实心的，而且横截面尺寸远小于原有冷坩埚式软接触电磁连铸结晶器分瓣体横截面尺寸。本实用新型适用于圆坯、方坯电磁连铸机内。

Claims (4)

1.软接触电磁连铸结晶器，包括结晶器分瓣体、分瓣体间切缝和设置于分瓣体外侧的电磁感应线圈，形成整体结晶器铜管；其特征在于，

所述的结晶器分瓣体和电磁感应线圈外套设一可通以循环冷却水的冷却水室；所述的结晶器分瓣体侧面开有密封槽，加以密封圈密封。

2.如权利要求1所述的软接触电磁连铸结晶器，其特征在于，所述的冷却水室包括至少一内水套、外水套和上、下盖压板，形成一密闭腔体；所述的内水套略低于外水套，形成冷却水通道。

3.如权利要求1所述的软接触电磁连铸结晶器，其特征在于，所述的分瓣体的两侧切面喷涂一电绝缘材料层。

4.如权利要求1所述的软接触电磁连铸结晶器，其特征在于，所述的结晶器分瓣体上套设紧固夹套，将结晶器各分瓣体夹紧固定。

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