[实用新型]连铸熔池液面波动的电磁制动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种稳定连铸熔池液面波动的电磁制动装置，属于连铸设备技术领域。

背景技术

在连铸过程中，保护渣流路常常由于熔池液面波动而周期性的变形受阻，从而使铸坯表面质量恶化，特别在薄带钢双辊铸轧过程中，由于自浸入式水口的钢水冲击及轧辊转动使得液面波动更大，从而造成熔池动态侧压力比静态侧压力要大10多倍。

为了解决和抑制熔池液面波动，大多采用电磁制动技术。90年代川琦制铁在第一代电磁制动技术的基础上，成功开发了FC-MOLD技术，该系统在结晶器整个宽度方向上安装两组静态磁场，一组位于弯月面附近，另一组位于结晶器下部。上部的磁场有利稳定弯月面钢液的波动，防止形成紊流和凝固坯壳卷入保护渣；下部磁场则可减少钢液的穿透深度，有利于夹杂物和气泡的向上排出。但是，铸坯质量的恶化往往出现在低速生产中，如开浇、终浇、更换中间包、异常事故处理等，此时制动效果大大下降。为此，NKK又开发了同时具有制动和加速功能的EMLS/EMLA钢流控制系统。但是，已有的这些电磁制动技术电磁场发生装置均安装在结晶器外，液面上的保护渣已有一定卷入，钢水流动速度已有一定程度地降低，且磁场须穿过结晶器铜壳才能起作用，因而制动效果受到一定的局限。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用电磁力阻滞侵入式水口吐出孔流出钢水流动减缓钢水对熔池冲击作用的电磁制动装置，该装置产生电磁力减缓水口吐出孔钢水流动速度，减少对熔池的动态冲击，同时抑制由于其他因素造成的熔池中钢水的波动，稳定熔池、改善铸坯质量。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：在浸入式水口下部周围钢水熔池液面上面设置内部通直流电流的电磁线圈，产生静电磁场，该静电磁场发生装置分左和右线圈绕组，产生的磁场分别对左、右两个水口吐出孔吐出的钢水股流进行制动。为了使轭铁头之间工作磁场的阻滞作用更有效，蹄形轭铁设计成特殊结构。

上述方案的原理是：电磁线圈产生的静磁场磁感应电流强度：J＝E/r＝Blv/r。其中E为感应电动势，r为环路的电阻值，l为环路中处于运动切割静磁场B的长度。电磁力：F＝BJl＝lB²v/r＝KB²v，式中K＝l/r。从电磁力方程式中可以看出，v(钢水流动速度)越大，钢水股流中感应的电流J就越大，钢水股流受到的电磁力F就越大。这样，电磁力减缓浸入式水口吐出孔钢水股流速度，减少浇铸钢水股流对熔池的动态冲击，抑制由于铸轧辊转动等不稳定因素造成熔池中钢水波动，从而稳定熔池、提高铸坯质量。

通过上述方案的实施，对于具有由浸入式水口浇铸的各种圆坯连铸、方坯连铸、板坯连铸，特别是双辊薄带钢连铸等有广泛应用价值。与现有技术相比，本实用新型具有设计简单、制动效果好、适用广泛等优点。

附图说明

图1为稳定熔池波动制动装置结构及安装示意图。

图2为稳定熔池波动制动装置中蹄形轭铁的外形图。

图3为蹄形轭铁两磁头间的磁场分布示意图。

在图1中，1为浸入式水口，2、3为左、右吐出孔，4、5为左、右线圈绕组，6、7为左、右蹄形轭铁，8、9为左、右耐火板，10、11为左、右不锈钢支架。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的制动装置包括：在浸入式水口1的左吐出孔一侧的左线圈绕组4、左蹄形轭铁6、左耐火板8和左支架10；在浸入式水口1的右吐出孔3一侧的右线圈绕组5、右蹄形轭铁7、右耐火板9和右支架11。左右两组线圈产生的磁场分别对左右两个水口吐出孔吐出的钢水股流进行制动。直流电流经线圈绕组4、5时，会产生较强的静磁场，蹄形轭铁6、7则把磁场引向吐出孔2、3位置附近。同时耐火材料隔热板8、9防止熔池及水口的高温辐射对线圈的影响，支架10、11分别起支撑装置的作用。左线圈绕组4靠左支架10支撑，左耐火板8卡在左线圈绕组4上；同样右线圈绕组5靠右支架11支撑，右耐火板9卡在右线圈绕组5上。

参照图2、图3，为了使轭铁头之间磁场的阻滞作用更有效，蹄形轭铁6、7设计成特殊结构，同侧铁芯的两轭铁头夹角为0°～60°，此夹角与离开吐出孔的钢水股流发散方向对应，但不完全一致；轭铁头下端面距熔池液面距离5～50mm，具体尺寸根据工艺过程确定。如果轭铁头过于靠近熔池液面，还要采取对轭铁头的局部冷却措施，以保证轭铁头温度低于轭铁材料居里温度T_c。同时线圈绕组4、5分别缠绕在两磁极头位置，以增强两磁极头的磁场强度。

上述技术方案是本实用新型的一个较佳实施例。

该方案的效果是：使磁场向浸入式水口钢水吐出孔位置集中，吐出孔位置的磁力线方向与从吐出孔流出的钢水流动方向垂直，以形成钢水流动切割磁力线而产生较大的电磁阻滞力，减小钢水股流对熔池的冲击。同时，由于结晶器振动、铸轧辊转动等因素引起的钢水熔池液面波动，只要靠近本装置，本装置产生的电磁场同样会对这部分波动产生一定的制动作用。