对铸坯表面和皮下质量要求较高的钢种，例如要减少铸坯非金属夹杂物，减少铸坯表面针孔数量以及铸坯表面纵向裂纹可以优先考虑弯月面电磁搅拌模式:例如对300立方米以下的铸坯，一般采用单一搅拌区的弯月面电磁搅拌模式(图10)，对300立方米以上的铸坯，一般采用多搅拌区的弯月面电磁搅拌模式(图12)。特别指出的是，对于方坯或矩形坯，推荐使用弯月面电磁搅拌模式，因为方坯、矩形坯采用结晶器搅拌模式铸坯四个角部呈现漩涡状的二次回流，容易形成角部夹渣。而弯月面电磁搅拌模式一定程度上具备结晶器搅拌提高等轴晶、降低中心偏析、疏松问题的功能，还可以大幅度提高铸坯表面和皮下质量。在选择好搅拌模式后，可以通过调整变频电源控制系统16电流、频率等参数形成最佳的流场，达到最佳冶金效果，满足不同生产的需求。
[0097]本发明所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，如采用均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【主权项】
1.一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，其特征在于，包括弯月面电磁搅拌器(15)和变频电源控制系统(16); 弯月面电磁搅拌器(15)安装在结晶器(17)的弯月面附近； 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； 所述的变频电源控制系统(16)连接弯月面电磁搅拌器(15)的线圈(4)的抽头，为弯月面电磁搅拌器(15)提供变频电源;通过改变线圈(4)内电流的大小、频率和相位，实现对弯月面电磁搅拌器(15)的调控； 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； 所述的弯月面电磁搅拌模式，包括让钢水(13)形成单一环流区和单二环流区的两种子模式； 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，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; 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，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1、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; 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，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。2.根据权利要求1所述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，其特征在于，还包括结晶器电磁液面检测系统;结晶器电磁液面检测系统包括传感器(14)、前端放大装置和数据处理单元;传感器(14)安装在结晶器铜板(I)的内侧;传感器将测量到的液面位置信号传送至前端放大装置，信号经放大后，传送至数据处理单元，继而输出至变频电源控制系统(16)，以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。3.根据权利要求2所述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，其特征在于，所述结晶器电磁液面检测系统的传感器(14)安装在结晶器(17)内的任意一侧，并位于该侧铜板中心位置并与其平行布置，传感器的前端与结晶器铜板的立面平行。4.根据权利要求3所述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，其特征在于，所述结晶器电磁液面检测系统的传感器(14)为电磁式传感器或涡流式传感器。5.根据权利要求4所述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，其特征在于，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； 所述环形式弯月面电磁搅拌器的铁芯(7)由多个不设齿槽的电工硅钢片叠成;线圈(4)采用克莱姆绕组形式绕在铁芯上； 所述凸极形弯月面电磁搅拌器的铁芯(7)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。6.根据权利要求5所述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，其特征在于，对于线圈(4)采用克莱姆绕组形式绕在铁芯上的弯月面电磁搅拌器(15)，还加装有磁屏蔽罩(6);所述磁屏蔽罩(6)是由电导率o>58000000S/m的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)外围，其开口侧面向所述的结晶器铜板(I)。7.—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，其特征在于，采用权利要求I?6中任一项所述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； 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； 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； 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，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&、13、(3、(1、64^、11、1、g、k、l;线圈a、b、c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; 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，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&、13、(3、(1、64^、11、1、区、1<:、1、111、11、0 4、9、8;线圈(1、6、;1^、线圈1、1<:、」与线圈。、9、8均分别通以三相电源1]、￥、1;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; 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，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。8.根据权利要求8所述的具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌方法，其特征在于，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。9.根据权利要求7或8所述的具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌方法，其特征在于，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。
【专利摘要】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及方法，系统包括弯月面电磁搅拌器和变频电源控制系统；所述的变频电源控制系统连接弯月面电磁搅拌器的线圈的抽头，为弯月面电磁搅拌器提供变频电源；通过改变线圈内电流的相序及相位角，实现弯月面电磁搅拌模式或结晶器搅拌模式；所述的弯月面电磁搅拌模式，包括分别让钢水形成单一环流区和单二环流区的两种子模式；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搅拌。能使搅拌器没有安装空间及安装位置的限制，有效解决铸坯表面质量问题，对任意断面和钢种都能取得较好的冶金效果。
【IPC分类】B22D11/16, B22D11/115
【公开号】CN105728679
【申请号】CN201610266571
【发明人】肖红, 李伟红, 王强, 蒋晓奇
【申请人】湖南中科电气股份有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年4月26日