专利名称：电磁搅拌式流动控制结晶器的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金铸锭用设备，特别涉及一种连铸用的电磁搅拌式流动控制结晶器。
电磁搅拌(简称EMS)技术自20世纪70年代问世以来，已逐步发展成为连续铸钢领域的重要的相关技术之一。由于电磁搅拌的作用，改变了钢水凝固过程的流动、传热和传质条件，从而使连铸坯的表面质量及皮下质量得到明显的改善，而且，使铸坯的等轴晶率扩大，改善了中心偏析和中心缩孔，使连铸坯的内部质量得到了明显的改善。电磁搅拌的工作原理与普通异步电动机相类似，都遵守两个基本规律电磁感应和载流导体与磁场相互作用，即当钢水处于交变磁场中，在其内部产生感生电流，该电流与外加磁场相互作用产生磁力，推动钢水运动。电磁搅拌装置在铸机上的位置起着至关重要的作用。试验研究表明，安装在弯月面处的电磁搅拌装置其冷却效果最好，结晶器下部次之，二冷区更差。但是，在结晶器弯月面处进行电磁搅拌，负面作用很大，由于搅拌的作用，钢水液面的波动加剧，钢水卷渣就难以避免，另外，钢水液面的过分波动，也会加剧振痕等铸坯表面质量的恶化。因此，结晶器下部搅拌是目前主要的结晶器搅拌技术，但结晶器下部搅拌无法对整个结晶器的流动状态进行有效的控制，同时，在高拉速时也易加剧结晶器内部流动状态的恶化。
结晶器流动控制技术是20世纪80年代兴起的一项重要的连铸相关技术，十几年来，开发了各种形式的结晶器流动控制技术，它已经成为高速连铸的重要技术。流动控制的原理是利用导电钢水在恒稳磁场中运动而切割磁力线，从而在其内部产生感生电流，该感生电流与外加磁场相互作用产生与钢水的流动方向相反的制动力来控制钢液在结晶器中的流动状态。研究表明，该装置不仅能稳定弯月面，抑制水口出流的速度，降低下降流的冲击深度，而且能有效地控制上下部磁极之间的流场，有效地减少夹杂物性铸坯质量缺陷，提高连铸坯的质量。但是，在下部磁极以下经过流动控制结晶器处理的洁净钢水已形成活塞流，这对凝固传热是不利的。
本发明的目的在于提供一种具有电磁搅拌功能的流动控制结晶器。
本发明的基本原理是综合电磁搅拌技术和流动控制技术各自的特点，利用流动控制结晶器来控制结晶器内电磁场区域的流场形态，稳定弯月面减少其液面的波动，抑制水口出流的速度以降低其对结晶器窄边的冲击，同时利用它来洁净钢水，减少夹杂物性的铸坯质量缺陷。利用结晶器下部电磁搅拌装置，使经过流动控制装置净化后的近于活塞流动的钢水再重新流动起来，改善传热条件，达到电磁冷却钢水的目的。
本发明由结晶器、流动控制电磁磁极和电磁搅拌装置三部分构成。
下面结合附图和实施例进一步叙述本发明的内容。
图1为本发明的外置式结构示意图，图2为本发明的内置式结构示意图，图3为本发明在分体式振动结晶器上实施的结构示意图。
图中1结晶器铜壁，2双条型电磁场磁极，3电磁搅拌装置，4结晶器外壁，5中间包，6水口。
本发明的构成如图所示，在结晶器的上部设置双条型电磁场磁极，该磁极的设置可以是异向磁场，也可以是同向磁场；在结晶器的下部设置电磁搅拌装置，电磁搅拌装置可以设置在结晶器外部(外置型)，也可以设置在结晶器内部(内置型)。双条型磁极的上部磁极布置在与钢水弯月面平行区域，下部磁极在水口区域，向双条型磁极通直流电形成恒稳磁场；电磁搅拌装置布置在结晶器的下部区域向电磁搅拌装置通5～10Hz交流电，形成低频交变磁场。
实施例电磁搅拌式流动控制结晶器在分体式振动结晶器上的应用。
如图3所示在分体式振动结晶器1的上部设置流动控制电磁磁极2，在分体式振动结晶器1的下部设置电磁搅拌装置3。这样就形成了分体式振动带电磁搅拌流动控制结晶器。中间包5中的钢水从水口6进入结晶器并在其中凝固，当电磁搅拌装置和流动控制装置中各自通过相应的电流时，结晶器中的钢水就会受到这两种电磁装置的作用，从而不仅使钢水得到净化，其流动也得到控制，而且其传热条件也得到相应的改善，提高铸机的拉速和铸坯的质量。
本发明同时具备电磁搅拌技术和流动控制技术的特点，将其融为一体，实现了在同一结晶器上得到两种不同控制功能的目的。本发明可用于板坯，也可用于方坯和矩形坯；可以用于直结晶器，也可以用于弧结晶器；既可以用于整体式振动结晶器，也可以用于分体式振动结晶器。本发明还具有结构简单，加工制造方便等优点。
权利要求
1.一种包含有结晶器在内的电磁搅拌式流动控制结晶器，其特征在于在结晶器的上部设置了流动控制电磁磁极，在结晶器的下部设置了电磁搅拌装置。
2.根据权利要求1所述的电磁搅拌式流动控制结晶器，其特征在于所说的在结晶器的上部设置流动控制电磁磁极可以是异向磁场，也可以是同向磁场。
3.根据权利要求1所述的电磁搅拌式流动控制结晶器，其特征在于所说的在结晶器的下部设置了电磁搅拌装置可以设置在结晶器的外部，也可以设置在结晶器内部。
4.根据权利要求1或2所述的电磁搅拌式流动控制结晶器，其特征在于所说的在结晶器的上部设置的流动控制电磁磁极的上部磁极布置在与钢水弯月面平行的区域，下部磁极布置在水口区域。
5.根据权利要求1或3所述的电磁搅拌式流动控制结晶器，其特征在于所说的在结晶器的下部设置的电磁搅拌装置布置在结晶器的下部区域。
全文摘要
一种电磁搅拌式流动控制结晶器,由结晶器、流动控制电磁磁极和电磁搅拌装置构成,在结晶器上部设置了流动控制电磁磁极,在结晶器的下部设置了电磁搅拌装置,本发明同时具备电磁搅拌技术和流动控制技术的特点,实现了在同一结晶器上得到了两种不同控制功能的目的,且结构简单,加工制造方便。
文档编号B22D11/115GK1266759SQ0010247
公开日2000年9月20日 申请日期2000年3月10日 优先权日2000年3月10日
发明者徐广, 李东辉, 赫冀成 申请人:东北大学