一种浸入式水口电磁搅拌装置的感应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于连铸技术领域，具体涉及一种浸入式水口电磁搅拌装置的感应器。
【背景技术】
[0002]随着连铸技术的应用和发展，特别是用户对钢材质量的要求日益提高及国际市场的激烈竞争，连铸坯的质量越来越受到重视，严格控制钢液的洁净度，减小铸坯缺陷已成为连铸生产中重要的工作。连铸实践表明，目前电磁搅拌技术已成为连铸机的常规配置，也是改善连铸坯质量、稳定连铸操作和提高生产率的关键技术之一。根据电磁搅拌安装位置的不同，目前的电磁搅拌分类大致分为:结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌。其中结晶器电磁搅拌因等轴晶区更大、改善铸坯的表面和皮下质量更好、坯壳生长更均匀、能有效改善钢水芯部质量等特点而被广泛应用。但结晶器电磁搅拌安装在结晶器区，且由于结晶器是由通水的铜板制成，结晶器电磁搅拌的磁场受铜板的屏蔽，产生很大的衰减，严重影响电磁场的作用和效率。
[0003]在连铸过程中，钢水是通过侵入式水口注入结晶器内的。浸入式水口是连续铸钢设备中安装在中间包底部并插入结晶器钢液面以下的浇注用耐火套管。浸入式水口在保护钢流、防止钢水二次氧化的同时，还改变着钢液在结晶器内的流动状态，而连铸结晶器内流动也对连铸坯质量及产量有重大影响。由于钢液在浸入式水口内的偏流造成每个吐出孔的钢液排出量不均等，造成结晶器内液面的波动，而且液面波动的剧烈程度会随着连铸拉速的提尚而加剧。
[0004]基础研究表明，将结晶器电磁搅拌安装位置在连铸过程中上移，S卩:将电磁搅拌器安装在侵入式水口区域，在连铸浸入式水口处施加一旋转磁场，使侵入式水口内的钢液产生旋转流动，可以有效地提高水口出流的均匀性和稳定性，改善结晶器内流动状态和温度分布，降低结晶器内弯月面液面波动。但侵入式水口区域的现场工况与工艺操作对电磁搅拌装置外形及安装高度、和安装方式有非常严格的要求。如:专利CN203956040U提到的一种两瓣式浸入式水口电磁旋流装置，虽解决了开浇初期和末期电磁旋流装置的安装与拆卸，但此装置所占空间比较大，对结晶器内液面的人工检查及保护渣的添加带来了诸多不便。
[0005]基于上述原因，必须对水口电磁搅拌装置进行重新设计，既能满足连铸电磁旋流的性能要求，又不对现有的连铸工艺产生较大的影响。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所解决的技术问题是，针对现有水口用的电磁搅拌装置在实用技术上存在的问题，提供一种浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，在不改变连铸装置的条件下，将电磁搅拌装置的感应器设计成U形，可方便在线进行人工液面检测及保护渣的添加。
[0007]为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0008]—种浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，安装在浸入式水口 6的外侧，所述感应器采用U形结构;感应器包括无齿U形的铁芯2和多组线圈3;所述多组线圈3分别按克莱姆绕线形式绕制于铁芯2外；多组线圈3关于铁芯2的中心线L对称布置;各组线圈的匝数相同，每组线圈3上各通有一定相位、频率和电流强度的交流电流。
[0009]本实用新型的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，冷却可采用外冷或内冷方式；外冷结构为:所述感应器放置在大小形状适配的U形封闭的壳体1内，壳体1为内腔空心结构，内腔内循环有冷却水；内冷结构为:多组线圈3采用空心铜管结构，空心铜管内通水进行冷却。同时壳体对设备起结构防护作用。
[0010]本实用新型的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，还包括C形或U形结构的具有高电导率的内磁屏蔽装置4和外磁屏蔽装置5，内磁屏蔽装置4安装在铁芯2与线圈3之间，外磁屏蔽装置5安装在线圈外侧；内磁屏蔽装置4和外磁屏蔽装置5的开口朝向铁芯的工作面。
[0011]记线圈3的总组数为MN，M为大于等于2的正整数，N为大于等于1的正整数;所述每组线圈的交流电流相位满足如下关系:每组相邻线圈3分别通以不同相位的电流，且相邻线圈之间所通电流相位差相同，N组线圈形成一个完整的相位周期，一个相位周期形成一个磁极;感应器共形成Μ个磁极;浸入式水口位置必须正对两个磁极的分界处。
[0012]所述铁芯2由硅钢片叠置而成，硅钢片之间及铁芯外侧绝缘。
[0013]所述线圈3的总组数在2?20组之间。
[0014]所述每组线圈3共有18?50匝线圈。
[0015]有益效果:
[0016]1、本实用新型的感应器设计成U形，U形感应器的开口，给现场工人进行结晶器液面检查、挑渣以及添加保护渣等带来了方便，对现场工艺改动极小。
[0017]2、本实用新型绕线采用克莱姆绕组形式，绕线空间所占的高度尺寸小，较带齿的电磁搅拌装置，在有限的空间内，产生同样的磁场所需的安装尺寸小，更适合于浸入式水口电磁旋流装置的使用工况。
[0018]3、本实用新型的C形或U形磁屏蔽装置，大大降低了感应器非工作面的漏磁以及对连铸平台周边敏感的电气元件带来的干扰，节约了电能。
[0019]4、通过实用新型所述的磁路设计，在浸入式水口中产生的是旋转磁场且穿透水口内的钢水，提供的电磁力较大。
[0020]综上所述，本实用新型的电磁旋流装置的U形感应器既不影响现有的连铸工艺，又能有效的控制水口及结晶器内钢液流动，有效提高了铸坯的质量。本实用新型可普遍适用于现有的方坯、圆坯及板坯连铸机。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型铁芯及绕组绕线结构示意图；
[0022]图2为本实用新型铁芯的中心线示意图；
[0023]图3为本实用新型磁路磁场运动及浸入式水口钢水运动示意图；
[0024]图4为本实用新型铁芯结构不意图；
[0025]图5为本实用新型剖视图；
[0026]附图标记说明:1、壳体，2、铁芯，3、线圈，4、内磁屏蔽装置，5、外磁屏蔽装置，6、浸入式水口，7、钢水。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0028]如图1-3所示，图1为本实用新型铁芯及绕组绕线结构示意图，图2为本实用新型铁芯的中心线示意图；其中铁芯5采用无齿U形结构，线圈3采用克莱姆绕组形式，多组线圈3关于铁芯2的中心线L对称布置;各组线圈的匝数相同，每组线圈3上各通有一定相位、频率和电流强度的交流电流;铁芯5和线圈3形成的感应器放置在大小形状适配的U形封闭的壳体1内；所述每组线圈的交流电流相位满足如下关系:每组相邻线圈3分别通以不同相位的电流，且相邻线圈之间所通电流相位差相同，N组线圈形成一个完整的相位周期，一个相位周期形成一个磁极;感应器共形成Μ个磁极;浸入式水口位置正对两个磁极的分界处。图3为本实用新型磁路磁场运动及浸入式水口钢水运动示意图，其中浸入式水口安装在U形感应器内，位置正对两个磁极的分界处。图4为本实用新型铁芯结构示意图，U形铁芯为高磁导率材料硅钢片、电工纯铁等叠成，硅钢片之间及铁芯外侧绝缘。
[0029]图5为本实用新型剖视图，包括内磁屏蔽装置4和外磁屏蔽装置5。所述的内磁屏蔽装置4安装在铁芯2与线圈3之间。所述的外磁屏蔽装置5安装在线圈3外侧。内外磁屏蔽装置都由具有高电导率的铜或铝材料加工而成，厚度为10-30mm;呈现C字形或U字形，安装在搅拌器的非工作面。所述的壳体1为封闭形结构，对设备起结构防护作用。且所所述的壳体1为内腔空心结构，内腔内有冷却水循环流动冷却。
【主权项】
1.一种浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，安装在浸入式水口(6)的外侧，其特征在于，所述感应器采用U形结构;感应器包括U形的铁芯(2)和多组线圈(3);所述多组线圈(3)分别按克莱姆绕线形式绕制于铁芯(2)外；多组线圈(3)关于铁芯(2)的中心线L对称布置；各组线圈的匝数相同，每组线圈(3)上各通有一定相位、频率和电流强度的交流电流。2.根据权利要求1所述的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，其特征在于，所述感应器设置在大小形状适配的U形封闭的壳体(1)内，壳体(1)为内腔空心结构，内腔内循环有冷却水。3.根据权利要求1所述的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，其特征在于，还包括C形或U形结构的内磁屏蔽装置(4)和外磁屏蔽装置(5)，内磁屏蔽装置(4)安装在铁芯(2)与线圈(3)之间，外磁屏蔽装置(5)安装在线圈外侧；内磁屏蔽装置(4)和外磁屏蔽装置(5)的开口朝向铁芯的工作面。4.根据权利要求1所述的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，其特征在于，记线圈(3)的总组数为MN，M为大于等于2的正整数，N为大于等于1的正整数;所述每组线圈的交流电流相位满足如下关系:每组相邻线圈(3)分别通以不同相位的电流，且相邻线圈之间所通电流相位差相同，N组线圈形成一个完整的相位周期，一个相位周期形成一个磁极;感应器共形成Μ个磁极;浸入式水口位置必须正对两个磁极的分界处。5.根据权利要求1所述的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，其特征在于，所述铁芯(2)，由硅钢片叠置而成，硅钢片之间及铁芯外侧绝缘。6.根据权利要求1所述的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，其特征在于，所述线圈(3)的总组数在2?20组之间。7.根据权利要求1一6中任一项所述的浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，其特征在于，所述每组线圈(3)共有18?50匝线圈。
【专利摘要】本实用新型公开了一种浸入式水口电磁搅拌装置的感应器，安装在浸入式水口6的外侧，其感应器采用U形结构；感应器包括无齿U形的铁芯2和多组线圈3；所述多组线圈3分别按克莱姆绕线形式绕制于铁芯2外；多组线圈3关于铁芯2的中心线L对称布置；各组线圈的匝数相同，每组线圈3上各通有一定相位、频率和电流强度的交流电流。本实用新型的感应器设计成U形，U形感应器的开口，给现场工人进行结晶器液面检查、挑渣以及添加保护渣等带来了方便，对现场工艺改动极小。绕线采用克莱姆绕组形式，绕线空间所占的高度尺寸小，较带齿的电磁搅拌装置，在有限的空间内，产生同样的磁场所需的安装尺寸小，更适合于浸入式水口电磁旋流装置的使用工况。
【IPC分类】B22D11/115
【公开号】CN205110721
【申请号】CN201520917023
【发明人】肖红, 何浩, 李伟红, 蒋晓奇
【申请人】湖南中科电气股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月17日