[发明专利]一种斜极式结晶器电磁搅拌器

说明书

本发明提供一种斜极式结晶器电磁搅拌器，其包括环形轭铁以及磁场生成装置。环形轭铁位于结晶器外部，并与结晶器有一定间隔，在环形轭铁内壁上呈圆周状安装有六个旋转磁场生成装置；每个旋转磁场生成装置由一个偏斜铁芯和一个旋转磁场线圈组成，旋转磁场线圈以平行于钢液流动的方向缠绕在偏斜铁芯上。本发明对旋转磁场生成装置通入三相交流电产生旋转磁场，在电磁力作用下使得钢液成分在结晶器中分布更均匀，减小温度梯度，降低铸坯偏析，改善铸坯质量。

技术领域

本发明属于钢铁连铸设备技术领域，具体地涉及一种斜极式结晶器电磁搅拌器。

背景技术

随着现代工业的高速发展，各行业对钢材的品质要求越来越高，因而电磁搅拌技术被广泛的应用于连铸生产，目前电磁搅拌器已经成为高效连铸，得到高品质铸坯必不可少的环节。

电磁搅拌的实质是借助在铸坯液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢液的运动，由此强化钢液的对流、传热和传质过程，该过程打破了铸坯凝固前沿的树状晶枝，促进了等轴晶的形成，减少了中心偏析、缩孔等缺陷，促进夹杂物的上浮，进而改善铸坯质量。

有关连铸坯生产的设计研究有很多，但各有侧重点：设置可移动线圈，实现多区域搅拌；采用复合磁场，实现螺旋搅拌等。在大方坯连铸生产过程中，易在方坯角部产生流动死区，造成铸坯缺陷，浸入式水口的出流速度过大会冲击铸坯初始凝固坯壳，还会阻碍夹杂物的上浮，严重影响连铸坯的质量。

目前工业连铸生产中的结晶器电磁搅拌器多为常规电磁搅拌器，其产生的旋转磁场对钢液进行横向搅拌，使结晶器内钢液的温度分布更加均匀，增加等轴晶率，减轻偏析，但目前采用的旋转磁场对方坯角部的搅拌依然不尽如人意，需要对结晶器电磁搅拌器进行改进。

发明内容

采用斜极式结晶器电磁搅拌器，使同等电磁参数下产生的磁场更好的穿过方坯角部，对结晶器内钢液进行搅拌，在保证铸坯偏析标准的前提下，改善铸坯中夹杂物的含量，提高钢液的洁净度。

为了保证铸坯等轴晶率和较轻的偏析程度同时改善方坯角部的缺陷，得到高质量的钢坯，更好的突出结晶器电磁搅拌器的效果，本申请提出了一种斜极式结晶器电磁搅拌器，利用更大范围的旋转磁场得到更好的搅拌钢液。

具体地，本发明提供一种斜极式结晶器电磁搅拌器，其包括环形轭铁以及N个旋转磁场生成装置，其中，N等于4或6；

所述环形轭铁设置在结晶器外部，所述环形轭铁与所述结晶器之间具有间隙，在环形轭铁内壁和结晶器外壁之间安装有所述N个旋转磁场生成装置，所述N个旋转磁场生成装置沿所述结晶器的中心轴线呈圆周状均匀安装在环形轭铁的内壁上；

所述旋转磁场生成装置两两相对的分成两组或三组，每组相对的两个旋转磁场生成装置通入大小相等并且方向相同的三相交流电，

旋转磁场生成装置包括偏斜铁芯和旋转磁场线圈，所述偏斜铁芯为六面体结构，所述偏斜铁芯倾斜设置在所述环形轭铁的内壁上，所述偏斜铁芯的正面与结晶器相对，偏斜铁芯的背面安装在环形轭铁的内壁上，所述偏斜铁芯的高度与所述环形轭铁的高度相等，所述旋转磁场线圈环绕安装在偏斜铁芯的侧面、顶部和底部，旋转磁场线圈在所述偏斜铁芯上的缠绕方向平行于钢液流动方向。

优选的，所述偏斜铁芯为硅钢片磁芯。

优选的，所述磁场生成装置设置为6个，N等于6，6个旋转磁场生成装置分为三组，每组的两个旋转磁场生成装置通入大小相等、方向相同的三相交流电，在结晶器区域形成由N极到S极的磁场区域。

优选的，所述磁场的旋转方向由每组旋转磁场生成装置的三相交流电的施加位置确定。

优选的，三相交流电的计算方法如下所述：

i_a＝I·n·[sin(wt)+icos(wt)]