專利名稱：連鑄熔池液面波動的電磁制動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種穩(wěn)定連鑄熔池液面波動的電磁制動裝置，屬于連鑄設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
為了解決和抑制熔池液面波動，大多采用電磁制動技術(shù)。90年代川琦制鐵在第一代電磁制動技術(shù)的基礎(chǔ)上，成功開發(fā)了FC-MOLD技術(shù)，該系統(tǒng)在結(jié)晶器整個(gè)寬度方向上安裝兩組靜態(tài)磁場，一組位于彎月面附近，另一組位于結(jié)晶器下部。上部的磁場有利穩(wěn)定彎月面鋼液的波動，防止形成紊流和凝固坯殼卷入保護(hù)渣；下部磁場則可減少鋼液的穿透深度，有利于夾雜物和氣泡的向上排出。但是，鑄坯質(zhì)量的惡化往往出現(xiàn)在低速生產(chǎn)中，如開澆、終澆、更換中間包、異常事故處理等，此時(shí)制動效果大大下降。為此，NKK又開發(fā)了同時(shí)具有制動和加速功能的EMLS/EMLA鋼流控制系統(tǒng)。但是，已有的這些電磁制動技術(shù)電磁場發(fā)生裝置均安裝在結(jié)晶器外，液面上的保護(hù)渣已有一定卷入，鋼水流動速度已有一定程度地降低，且磁場須穿過結(jié)晶器銅殼才能起作用，因而制動效果受到一定的局限。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用電磁力阻滯侵入式水口吐出孔流出鋼水流動減緩鋼水對熔池沖擊作用的電磁制動裝置，該裝置產(chǎn)生電磁力減緩水口吐出孔鋼水流動速度，減少對熔池的動態(tài)沖擊，同時(shí)抑制由于其他因素造成的熔池中鋼水的波動，穩(wěn)定熔池、改善鑄坯質(zhì)量。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是在浸入式水口下部周圍鋼水熔池液面上面設(shè)置內(nèi)部通直流電流的電磁線圈，產(chǎn)生靜電磁場，該靜電磁場發(fā)生裝置分左和右線圈繞組，產(chǎn)生的磁場分別對左、右兩個(gè)水口吐出孔吐出的鋼水股流進(jìn)行制動。為了使軛鐵頭之間工作磁場的阻滯作用更有效，蹄形軛鐵設(shè)計(jì)成特殊結(jié)構(gòu)。
上述方案的原理是電磁線圈產(chǎn)生的靜磁場磁感應(yīng)電流強(qiáng)度J＝E/r＝Blv/r。其中E為感應(yīng)電動勢，r為環(huán)路的電阻值，l為環(huán)路中處于運(yùn)動切割靜磁場B的長度。電磁力F＝BJl＝lB2v/r＝KB2v，式中K＝l/r。從電磁力方程式中可以看出，v(鋼水流動速度)越大，鋼水股流中感應(yīng)的電流J就越大，鋼水股流受到的電磁力F就越大。這樣，電磁力減緩浸入式水口吐出孔鋼水股流速度，減少澆鑄鋼水股流對熔池的動態(tài)沖擊，抑制由于鑄軋輥轉(zhuǎn)動等不穩(wěn)定因素造成熔池中鋼水波動，從而穩(wěn)定熔池、提高鑄坯質(zhì)量。
通過上述方案的實(shí)施，對于具有由浸入式水口澆鑄的各種圓坯連鑄、方坯連鑄、板坯連鑄，特別是雙輥薄帶鋼連鑄等有廣泛應(yīng)用價(jià)值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)簡單、制動效果好、適用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
圖2為穩(wěn)定熔池波動制動裝置中蹄形軛鐵的外形圖。
圖3為蹄形軛鐵兩磁頭間的磁場分布示意圖。
在


圖1中，1為浸入式水口，2、3為左、右吐出孔，4、5為左、右線圈繞組，6、7為左、右蹄形軛鐵，8、9為左、右耐火板，10、11為左、右不銹鋼支架。
參照圖2、圖3，為了使軛鐵頭之間磁場的阻滯作用更有效，蹄形軛鐵6、7設(shè)計(jì)成特殊結(jié)構(gòu)，同側(cè)鐵芯的兩軛鐵頭夾角為0°～60°，此夾角與離開吐出孔的鋼水股流發(fā)散方向?qū)?yīng)，但不完全一致；軛鐵頭下端面距熔池液面距離5～50mm，具體尺寸根據(jù)工藝過程確定。如果軛鐵頭過于靠近熔池液面，還要采取對軛鐵頭的局部冷卻措施，以保證軛鐵頭溫度低于軛鐵材料居里溫度Tc。同時(shí)線圈繞組4、5分別纏繞在兩磁極頭位置，以增強(qiáng)兩磁極頭的磁場強(qiáng)度。
上述技術(shù)方案是本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例。
該方案的效果是使磁場向浸入式水口鋼水吐出孔位置集中，吐出孔位置的磁力線方向與從吐出孔流出的鋼水流動方向垂直，以形成鋼水流動切割磁力線而產(chǎn)生較大的電磁阻滯力，減小鋼水股流對熔池的沖擊。同時(shí)，由于結(jié)晶器振動、鑄軋輥轉(zhuǎn)動等因素引起的鋼水熔池液面波動，只要靠近本裝置，本裝置產(chǎn)生的電磁場同樣會對這部分波動產(chǎn)生一定的制動作用。
權(quán)利要求1.一種連鑄熔池液面波動的電磁制動裝置包括在浸入式水口(1)的左、右吐出孔(2、3)處左、右線圈繞組(4、5)，其特征在于左、右線圈繞組(4、5)置于浸入式水口兩側(cè)熔池液面上部，并設(shè)有左、右蹄形軛鐵(6、7)，左、右耐火板(8、9)，左、右不銹鋼支架(10、11)；在浸入式水口(1)的左吐出孔(2)一側(cè)設(shè)置左線圈繞組(4)，左蹄形軛鐵(6)，左耐火板(8)和左不銹鋼支架(10)；在浸入式水口(1)右吐出孔(3)一側(cè)設(shè)有右線圈繞組(5)，右蹄形軛鐵(7)，耐火板(9)和右不銹鋼支架(11)，兩組線圈繞組(4、5)產(chǎn)生磁場分別對鋼水股流進(jìn)行制動，它們之間的相對位置浸入式水口(1)位于中心，其下部是左、右吐出孔(2、3)，在熔池液面上方設(shè)置電磁左、右線圈繞組(4、5)，左線圈繞組(4)靠左不銹鋼支架(10)支撐，左耐火板(8)卡在左線圈繞組(4)上，同樣右線圈繞組(5)靠右不銹鋼支架(11)支撐，右耐火板(9)卡在右線圈繞組(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄熔池液面波動的電磁制動裝置，其特征在于蹄形軛鐵(6、7)的同側(cè)鐵芯的兩軛鐵頭夾角為0°～60°，軛鐵頭下端距熔池液面距離為5～50mm。
專利摘要一種連鑄熔池液面波動的電磁制動裝置,屬于連鑄設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。熔池液面波動會使保護(hù)渣流路周期性的變形受阻而惡化鑄坯表面質(zhì)量,為解決這個(gè)問題,在浸入式水口下部周圍鋼水熔池液面上方設(shè)置內(nèi)部通直流電流的電磁線圈,利用其靜磁場,并與感應(yīng)電流所產(chǎn)生的電磁力,依靠電磁力減緩鋼水離開水口吐出孔處的流動速度,減少鋼水對熔池的動態(tài)沖擊,同時(shí)借助電磁力抑制由于外部不穩(wěn)定因素造成對熔池的波動,從而達(dá)到穩(wěn)定熔池、改善鑄坯質(zhì)量的目的。除了左、右線圈繞組外,還有左、右蹄形軛鐵的特殊結(jié)構(gòu),使其兩者磁場的阻滯力作用更有效。本實(shí)用新型對具有由浸入式水口澆鑄的各種圓坯、方坯、板坯連鑄,特別是雙輥薄帶鋼連鑄更有廣泛應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號B22D11/11GK2504014SQ0125446
公開日2002年8月7日 申請日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者溫宏權(quán), 張永杰, 馬新建 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司