[发明专利]一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器

说明书

本发明提供了一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器，其包括环形轭铁以及多个磁场生成装置；磁场生成装置包括行波磁场生成部以及旋转磁场生成部，环形轭铁位于结晶器外部，并与结晶器之间有一定间隔，在环形轭铁内壁上呈圆周状安装有行波磁场生成部和旋转磁场生成部；行波磁场生成部包括C型铁芯的竖直边和行波磁场线圈，行波磁场线圈以垂直于钢液流动的方向缠绕在C型铁芯的竖直边上，且线圈之间有一定间隔。旋转磁场生成部包括C型铁芯的两条水平边和旋转磁场线圈，旋转磁场线圈以平行于连铸结晶器内钢液流动方向缠绕在C型铁芯的两条水平边上。本发明利用旋转磁场和行波磁场的叠加，改善铸坯生产过程中由于夹杂物等造成的缺陷，提高钢坯质量。

技术领域

本发明属于钢铁连铸设备技术领域，具体地涉及一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器。

背景技术

随着现代工业的高速发展，各行业对钢材品质的要求越来越高，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电磁场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，产生抑制柱状晶发展、促进成分均匀、夹杂物上浮细化、分布均匀的热力学和动力学条件，进而改善铸坯质量。

有关铸坯连铸生产的设计研究很多，但各有侧重点：设置可移动线圈，实现多区域搅拌；设置稳液器，用于稳定弯月面波动等。在大方坯连铸生产过程中，易在方坯角部产生流动死区，使铸坯产生缺陷，浸入式水口的出流速度过大会冲击铸坯初始凝固坯壳，还会阻碍非金属夹杂物的上浮，严重影响铸坯的质量。

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，但旋转磁场对结晶器内钢液中夹杂物的上浮效果较小，行波磁场方向与浸入式水口射流方向相反，可以强化结晶器内钢液的纵向流动，降低浸入式水口射流的速度。此外，行波磁场还可以促进夹杂物的上浮，减轻铸坯的缩孔等缺陷。

发明内容

采用复合式线圈结晶器电磁搅拌器，产生复合磁场，对结晶器内钢液进行横向和纵向搅拌，在保证铸坯等轴晶率以及偏析标准的前提下，改善铸坯内夹杂物的上浮环境，提高钢液的洁净度。

为了保证铸坯等轴晶率以及较低的偏析程度，得到优质铸坯，更好突出结晶器电磁搅拌器的效果，本申请提出了一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器，由行波磁场和旋转磁场组成复合磁场，行波磁场方向与钢液流动方向相反，以减轻浸入式水口射流对铸坯凝固壳的冲击，而且可以降低射流的冲击深度，旋转磁场可以打破柱状晶，增加等轴晶率，取行波磁场和旋转磁场各自的优点，共同作用于结晶器内的钢液，为得到高质量钢坯提供保障。

具体地，本发明提供一种复合式线圈结晶器电磁搅拌器，其包括环形轭铁以及N个磁场生成装置，所述磁场生成装置分为行波磁场生成部以及旋转磁场生成部，行波磁场生成部以及旋转磁场生成部的数量均为N个，N等于4或6，

所述环形轭铁位于结晶器外部，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磁场生成装置，所述N个磁场生成装置围绕所述环形轭铁的中轴线呈中心对称分布安装在环形轭铁的内壁上；

所述磁场生成装置C型铁芯、行波磁场线圈以及旋转磁场线圈，所述C型铁芯的高度与所述环形轭铁的高度相等，所述C型铁芯包括一条竖直边和两条水平边，C型铁芯的竖直边与C型铁芯的两条水平边的一个端部相连，所述C型铁芯的两条水平边的另一个端部固定在环形轭铁的内壁上，

所述行波磁场线圈缠绕在C型铁芯的竖直边形成所述行波磁场生成部，行波磁场线圈的缠绕方向与连铸结晶器内钢液流动方向垂直，

所述旋转磁场线圈缠绕在C型铁芯的两条水平边形成所述旋转磁场生成部，旋转磁场线圈的缠绕方向与连铸结晶器内钢液流动方向平行。