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連鑄機用水動式永磁攪拌器的制作方法

文檔序號:3426729閱讀:365來源:國知局
專利名稱:連鑄機用水動式永磁攪拌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種連鑄機用水動式永磁攪拌器。
背景技術(shù)
1、 電磁攪拌器是連鑄機上的重要裝備。
我國鋼產(chǎn)量己接近5億噸/年,連鑄機不少于3000流。通過引進 設(shè)備、技術(shù)改造及裝備國產(chǎn)化,絕大部分連鑄機都已安裝,使用了電 磁攪拌器。
2、 電磁攪拌器的特點及存在的問題。
以圓坯鑄機為例,為了在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)使鋼水作旋轉(zhuǎn)運動的磁 場,電磁攪拌器一般作成交流兩相或交流三相的,其原理和異步電機 類似。
電機定子線圈在交流電條件下,其阻抗表現(xiàn)為電阻和感抗兩部分。 為了獲得足夠強的磁場,要考慮下列因素線圈所產(chǎn)生的磁勢與電流 成正比,與線圈匝數(shù)成正比。線圏匝數(shù)多,必使線圈電抗增大,這會 給攪拌器帶來一系列難以實現(xiàn)的困難。因此攪拌器多釆用少匝數(shù)、大 電流方式。
為節(jié)省投資成本,連鑄機流間距一般在iooo隱-uoo誦之間,這
給攪拌器的設(shè)計尺寸以限制,因而攪拌器線圈的導(dǎo)線內(nèi),電流密度可
能高達12A/mm2-15 A/mm2,比架空線纜的電流密度大10 - 15倍,所以
攪拌器必須使用流動的水冷卻。 一般需要配置高要求的純凈水的制備、 循環(huán)、冷卻系統(tǒng)。
因為線圈浸泡于水中,盡管作用了高質(zhì)量的冷卻水,線圈在線連 續(xù)運行時間多數(shù)不超過一年。交流磁場在穿過非導(dǎo)磁的金屬或金屬熔體時,有渦流衰耗,金屬 導(dǎo)電率越高交變頻率越高,衰耗越快,因而現(xiàn)有的交流電磁攪拌器,
必須配置大功率的變頻(頻率0-15Hz)電源柜。這使整個系統(tǒng)的投資 成本、維修成本非常大。
交流電磁攪拌器的裝機容量在150 - 500KVA范圍內(nèi),功率因素大 約為0. 3-0. 35,功耗P- 50 - 180KW,—個年產(chǎn)IOO萬噸鑄坯的連鑄機, 以。屯鋼6KW計,攪拌器年總耗電6000000KW。運行成本及消耗能源資源 不可忽視。
3、使用永磁攪拌器是人們多年來的期望。
永磁攪拌器不需要大功率的變頻電源,對冷卻水的水質(zhì)要求不高, 不會出現(xiàn)象電磁攪拌器線圈絕緣損壞而失效的問題。因此其購置成本、 運行成本、維修成本要比電磁攪拌器低得多,從節(jié)約資源角度來講, 推廣永磁攪拌器符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。
從上世紀70 - 80年代以來,中外學(xué)者和專家一直孜孜不倦地在研 制連鑄機用的永磁攪拌器。這項工作進行了 二十多年而無應(yīng)用成果, 主要是①連鑄機環(huán)境惡劣,永磁體受高溫易失磁;②設(shè)計攪拌器磁 體運動方式時,受到傳統(tǒng)思維的局限,在連鑄機上很難實現(xiàn)長期穩(wěn)定 可靠的運行。
從己公布的研究成果之論文和申報的專利內(nèi)容看,如日本往友金 屬工業(yè)珠式會社早期研發(fā)的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器攪拌器(見連鑄學(xué)會電磁攪拌 譯文集),鞍山亞賽電磁設(shè)備有限公司申請的200620168152. 3號專利, 岳陽巿石祿強申請的200620052515. 7號專利,其攪拌器磁體的運動基 本上都是釆用電機驅(qū)動、齒輪或鏈條傳動方式。實踐證明,要在連鑄 機操作平臺下、結(jié)晶器外安裝這種動力機構(gòu),困難是相當(dāng)大的,即使 能安裝,設(shè)備也不能長期安全、穩(wěn)定使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種連鑄機用水動式永磁攪拌器。
4本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種連鑄機用水動式永磁攪拌器,具有結(jié) 晶器、永磁體和外簡,其特征在于在永磁體上設(shè)有葉輪,永磁體通
過軸承與外簡結(jié)合;外簡的上部設(shè)有動力水入口,下部設(shè)有動力水出 口;所述的永磁體由動力水驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁 力源,對鋼水進行攪拌。
本發(fā)明的永磁體通過上下兩個軸承安裝在封閉的圓形外簡內(nèi)。
本發(fā)明的永磁體為由至少2組分別為N - S極的永磁塊與磁軛連接
組成,在永磁體內(nèi)簡中部,形成一個相對封閉的磁場。
本發(fā)明的永磁體為由2組或4組或6組或8組分別為N - S極的永 磁塊與磁軛連接組成,在永磁體內(nèi)簡中部,形成一個相對封閉的磁場。
本發(fā)明的攪拌器分為外置式和內(nèi)置式兩種形式,當(dāng)攪拌器安裝在 結(jié)晶器段時為內(nèi)置式,安裝在二冷區(qū)或末端時為外置式。
本發(fā)明改變了以往釆用電機驅(qū)動齒輪或鏈條傳動帶動永磁體運動 的方式,釆用動力水沖動葉輪帶動永磁體運動,不但簡化了結(jié)構(gòu),而 且能確保設(shè)備長期安全穩(wěn)定使用。


圖1為本發(fā)明結(jié)晶器內(nèi)置水動式永磁攪拌器示意圖; 圖2為本發(fā)明結(jié)晶器外置水動式永磁攪拌器示意圖; 圖3為3組六磁極永磁體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、磁體動力水入口; 2、軸承;3、永磁塊;4、磁軛;5、 外簡;6、結(jié)晶器出水口; 7、結(jié)晶器出水通道;8、結(jié)晶器進水通道; 9、結(jié)晶器進水口; 10、磁體動力水出口; 11、葉輪;12、結(jié)晶器;l3、 內(nèi)簡;14、 N磁極;15、 S磁極。
具體實施例方式
如圖1所示,本發(fā)明為結(jié)晶器內(nèi)置水動式永磁攪拌器。由結(jié)晶器、 磁體和外簡組成,結(jié)晶器的主要部件與常規(guī)結(jié)構(gòu)相同,包括結(jié)晶器銅 管、水套、安裝板等,結(jié)晶器上部和下部為蓋輪,結(jié)晶器銅管冷卻水由結(jié)晶器進水口 9進入,從結(jié)晶器出水口 6流出;永磁體由永磁塊3 和磁軛4構(gòu)成,永磁體用上下兩個軸承2與外簡5相結(jié)合,葉輪ll與 永磁體裝配成一體。在外簡5的上部設(shè)有磁體動力水入口 l,在外簡5 的下部設(shè)有磁動力水出口 10。從磁體動力水入口送進流量和壓力可調(diào) 的動力水,驅(qū)動葉輪11,葉輪受切向力作旋轉(zhuǎn)運動,從而帶動永磁體作 旋轉(zhuǎn)運動;當(dāng)永磁體作旋轉(zhuǎn)運動時,在磁體中間部位激發(fā)交變磁場; 于是,結(jié)晶器內(nèi)的鋼水在交變磁場中產(chǎn)生與磁場旋轉(zhuǎn)方向一致的運動, 鋼水被攪拌。與此同時,動力水對永磁體冷卻,然后從磁體動力水出 口 IO返回水系統(tǒng)。
如圖2所示,本發(fā)明為結(jié)晶器外置水動式永磁攪拌器。 如圖3所示,本發(fā)明的永磁體為3組六磁極。每組由N-S磁極和 磁軛組成。
權(quán)利要求
1、一種連鑄機用水動式永磁攪拌器,具有結(jié)晶器、永磁體和外筒,其特征在于在永磁體上設(shè)有葉輪,永磁體通過軸承與外筒結(jié)合;外筒的上部設(shè)有動力水入口,下部設(shè)有動力水出口;所述的永磁體由動力水驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁力源,對鋼水進行攪拌。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連鑄機用水動式永磁攪拌器,其特征在 于永磁體通過上下兩個軸承安裝在封閉的圓形外簡內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄機用水動式永磁攪拌器,其特 征在于永磁體為由至少2組分別為N-S極的永磁塊與磁軛連接組成, 在永磁體內(nèi)簡中部,形成一個相對封閉的磁場。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄機用水動式永磁攪拌器,其特征在 于永磁體為由2組或4組或6組或8組分別為N-S極的永磁塊與磁 軛連接組成,在永磁體內(nèi)簡中部,形成一個相對封閉的磁場。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連鑄機用水動式永磁攪拌器,其特征在 于攪拌器分為外置式和內(nèi)置式兩種形式,當(dāng)攪拌器安裝在結(jié)晶器段 時為內(nèi)置式,安裝在二冷區(qū)或末端時為外置式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連鑄機用水動式永磁攪拌器。具有結(jié)晶器、永磁體和外筒,主要特征是在永磁體上設(shè)有葉輪,永磁體通過軸承與外筒結(jié)合,永磁體由具有一定壓力和一定流量的水驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁力源,對鋼水進行攪拌。本發(fā)明改變了通常采用的由電機驅(qū)動永磁體運動的模式,而采用動力水沖動葉輪帶動永磁體運動,不但簡化了結(jié)構(gòu),而且能確保設(shè)備長期安全穩(wěn)定使用。
文檔編號B22D11/115GK101508012SQ20091004278
公開日2009年8月19日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者張森林 申請人:張森林
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