[0025]所述传感器14可自带或不带电缆。
[0026]所述的结晶器电磁液面检测系统是稳定弯月面的先决条件，也是弯月面电磁搅拌的必要条件。液面偏高在弯月面电磁搅拌器运行时易引发弯月面变形和自由面波动;液面偏低影响弯月面电磁搅拌器的使用效果。通过液面检测和调控，防止钢水液面波动而引起卷渣。
[0027]所述弯月面电磁搅拌器15包括两种结构形式，即环形式弯月面电磁搅拌器和凸极式弯月面电磁搅拌器，其差别在于铁芯7结构和线圈4的安装形式不同，而形成的磁场形态是一样的。
[0028]所述环形式弯月面电磁搅拌器的铁芯7应与搅拌铸坯或结晶器结构形式相匹配，由多个不设齿槽的方形、多边形、圆形的电工硅钢片叠成；线圈4采用克莱姆绕组形式绕在铁芯上;此结构的弯月面电磁搅拌器15—般需要在其外围加装磁屏蔽罩6，以屏蔽线圈(4)外侧激发的磁场。
[0029]所述凸极形弯月面电磁搅拌器的铁芯7按照搅拌铸坯或结晶器结构形式的不同，有方形、多边形或圆形等。它由多个带凸极的电工硅钢片叠成；线圈4采用克莱姆绕组形式或集中式绕组形式绕在铁芯上。对于采用克莱姆绕组形式的凸极形弯月面电磁搅拌器15—般需要在其外围加磁屏蔽罩6，而采用集中式绕组形式的凸极形弯月面电磁搅拌器15—般不需要加磁屏蔽罩6。
[0030]所述磁屏蔽罩6，是一个由高导电率(电导率o>58000000S/m)紫铜板制成的凹字形开口罩，置于所述线圈4与铁芯之间或线圈4外侧，其开口侧面向所述的结晶器铜板I，参看图2。
[0031]所述线圈4，由扁铜线或空芯铜管线绕制而成。
[0032]所述封闭壳体为空腔结构，内通有循环冷却水，用于对空腔内的铁芯和线圈进行实时冷却；
[0033]所述具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统，还包括与封闭壳体相连的冷却水系统，为弯月面电磁搅拌器提供循环冷却水。
[0034]—种具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌方法，采用上的具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统；
[0035]通过改变线圈4内电流的相序及相位角，实现两类电磁搅拌模式:弯月面电磁搅拌模式和常规的结晶器电磁搅拌模式；
[0036]所述的弯月面电磁搅拌模式，包括让钢水I形成单一环流区和单二环流区的两种子模式；
[0037]弯月面电磁搅拌模式中，让钢水形成单一环流区的子模式对应的线圈4布置及供电方式为:线圈4包括对称绕制在铁芯7上的4组线圈，共需要4n(n 2 I)组线圈，η为每一组线圈包括的相邻线圈个数；以η = 3为例，即每一组包括相邻的三个线圈，12个线圈根据在铁芯7上的排布位置，按顺时针方向依次分别命名为线圈a、b、c、d、e、f ^、11、;[、8、1^、1;线圈3、13、0与线圈g、h、i均分别通以三相电源U、V、W;线圈d、e、f与线圈j、k、l均分别通以三相电源-U、-V.-W；
[0038]弯月面电磁搅拌模式中，让钢水形成单二环流区的子模式对应的线圈4布置及供电方式为:线圈4包括对称绕制在铁芯7上的6组线圈，共需要6n(n 2 I)组线圈，η为每一组线圈包括的相邻线圈个数；以η = 3为例，即每一组包括相邻的三个线圈，18个线圈根据在铁芯7上的排布位置，按顺时针方向依次分别命名为线圈a、b、c、d、e、f、g、h、1、g、k、l、m、n、o、p、q、s;线圈d、e、f、线圈l、k、j与线圈p、q、s均分别通以三相电源U、V、W;线圈a、b、c、线圈1、h、g和线圈o、n、m均分别通以三相电源-U、-V、-W;
[0039]所述的常规的结晶器电磁搅拌模式中，线圈4布置及供电方式为:线圈4包括对称绕制在铁芯7上的4组线圈，共需要4n(n 2 I)组线圈，η为每一组线圈包括的相邻线圈个数；以n = 3为例，即每一组包括相邻的三个线圈，12个线圈根据在铁芯7上的排布位置，按顺时针方向依次分别命名为线圈a、b、c、d、e、f、g、h、1、g、k、l;线圈a、b、c与线圈d、e、f均分别通以三相电源U、V、W;线圈g、h、i与线圈j、k、l均分别通以三相电源-u、-v、-w。
[0040]通过结晶器电磁液面检测系统实时检测和显示钢水液面13的实际位置;变频电源控制系统16根据检测结果对钢水液面13进行调控，防止钢水液面波动而引起卷渣。
[0041]根据不同钢种冶金效果需要，通过调整变频电源控制系统(16)或者线圈接线方式选择所需要的搅拌模式;对内部质量要求较高的钢种，选择结晶器搅拌模式进行搅拌;对表面和皮下质量要求较高的钢种，选择弯月面电磁搅拌模式进行搅拌。
[0042]有益效果:
[0043]本发明通过改变弯月面电磁搅拌器15的磁路设计、所提到的结晶器电磁液面检测系统及变频电源控制系统16试制了一套适用于方圆坯连铸的带磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统及方法。与目前的结晶器电磁搅拌相比，该系统既保留了原有结晶器电磁搅拌功能，同时又实现了弯月面电磁搅拌功能，搅拌功能大大增强。可以根据不同铸坯断面尺寸灵活选择不同的搅拌模式，取得了比单一结晶器电磁搅拌模式更优的冶金效果，为多断面钢种，尤其是大方坯和长宽比较大铸坯的连铸提供了新的电磁搅拌方式。方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统成为方圆坯连铸电磁搅拌的发展方向。
[0044]所述的弯月面电磁搅拌模式，是电磁搅拌技术的一次变革，在以往的电磁搅拌器设计中，都是将磁场设计为磁力线穿透整个铸坯的结构，而弯月面电磁搅拌是采用短磁路的结构，磁力线沿铸坯表面附近运行，对铸坯表面起作用，进而带动钢水旋转。这样的磁场特性，特别适用于大方坯和长宽比较大铸坯，搅拌均匀，不存在搅拌死区，也避免了传统结晶器电磁搅拌容易引起弯月面变形和自由面波动的问题，也不存在大方圆坯磁力线穿不透铸坯而引起的电磁推力不够的问题。在线试验表明，弯月面电磁搅拌模式可以大幅度减少铸坯表面和皮下非金属夹杂物、减少铸坯表面针孔数量以及铸坯表面纵向裂纹;对扩大等轴晶率，改善内部凝固组织，减轻偏析、疏松也有一定成效。所以弯月面电磁搅拌模式对改善铸坯质量非常有益，特别是适合于对表面质量较高的特殊钢种。
[0045]本发明还包括结晶器电磁液面检测系统。因为液面偏高在弯月面电磁搅拌器运行时易引发弯月面变形和自由面波动;液面偏低影响弯月面电磁搅拌器的使用效果。本发明通过液面检测和调控，防止钢水液面波动而引起卷渣;通过自主研发的结晶器电磁液面检测系统，稳定弯月面，保证了弯月面电磁搅拌器的使用效果。
【附图说明】
[0046]图1是本发明的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统总图
[0047]图2是本发明的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统的环形式铁芯结构以及安装示意图
[0048]图3是图2的俯视图
[0049]图4是本发明的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统的凸极铁芯克莱姆绕组的结构形式
[0050]图5是本发明的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统的凸极铁芯克集中绕组的结构形式[0051 ] 图6是图5的B-B视图
[0052]图7是弯月面电磁搅拌模式下形成单一环流区的磁场运行原理图
[0053]图8是图7中与磁场运行对应的钢水环流区与三相绕组简图
[0054]图9是弯月面电磁搅拌模式下与形成2个小的钢水环流区相对应的磁场运行原理图
[0055]图10是图9中磁场运行对应的钢水环流区与三相绕组简图
[0056]图11是结晶器电磁搅拌模式下的磁场运行原理图
[0057]图12是图11中磁场运行对应的钢水环流区与三相绕组简图
[0058]附图标记说明:
[0059]1、结晶器铜板，2、钢水，3、浸入式水口，4、线圈，5、外壳体，6、磁屏蔽罩，7、铁芯，8、内壳体，9、钢水流动方向，1、磁场运动方向，11、多对磁极，12、磁力线，13、钢水液面，14、传感器，15、弯月面电磁搅拌器，16、变频电源控制系统，17、结晶器、18、前端放大器和数据处理器。
【具体实施方式】
[0060]下面结合实施例的附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明:
[0061]图1所示是本发明具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统总图；图2是本发明的环形式铁芯结构以及安装示意图；图3是图2的俯视图；
[0062]如图所示，本发明提供了一种具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统，包括弯月面电磁搅拌器15、变频电源控制系统16和结晶器电磁液面检测系统；
[0063]弯月面电磁搅拌器安装在结晶器17的弯月面附近；
[0064]所述结晶器17的结构形式通常采用管式或者组合式，其采用高热导率(λ>397￥/(m.°C))、低电导率(o<49000000S/m)的铜材制成。无论哪种结构形式都能方便弯月面电磁搅拌器安装在弯月面附近，满足结晶器内钢水离搅拌器15内壳体8的距离L尽量小；
[0065]所述弯月面电磁搅拌器15包括铁芯7、多组线圈4、外壳体5和内壳体8;多组线圈4均匀绕制在铁芯7上，铁芯7和多组线圈4设置在由外壳体和内壳体8组成的封闭壳体内；封闭壳体的形状与铁芯7匹配，其示意图见图2;
[0066]所述的