[发明专利]一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置

说明书

技术领域

本发明属于连续铸造技术领域，具体涉及一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置。

背景技术

钢的连续铸造是将具有一定过热度的液态钢液通过水冷结晶器连续冷却成具有一定形状的固态铸坯的过程。随着连铸技术的应用和发展，特别是由于用户对钢材质量越来越高的要求及国际市场的激烈竞争，连铸坯的质量越来越受到重视，减小铸坯缺陷，从而进一步提高钢材质量已成为连铸生产中重要的工作。

结晶器作为连铸机的“心脏”，是连铸坯大多数表面缺陷和内部质量问题的发源地。有统计表明：铸坯近80％的表面缺陷起源于结晶器，同时它也是连铸诸多工艺环节中控制钢水质量的最后一环，是决定连铸坯的表面质量以及非金属夹杂物含量和分布的关键。而结晶器内钢液的流动状态直接影响着铸坯的质量及非金属夹杂物的含量和分布。目前，改善结晶器内钢液流动状态的方式主要是结晶器电磁搅拌、电磁制动等技术，由于结晶器是由通水的铜板制成，磁场受铜板的屏蔽，会产生很大的衰减，严重影响电磁场的作用和效率。

而浸入式水口(submerged entry nozzle)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；在连铸过程中，精炼后的钢液经过中间包处理后，通过浸入式水口被不断地注入结晶器接受冷却和凝固加工。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，而连铸结晶器内钢液的流动状态也对连铸坯质量及产量有重大影响。基础研究表明：在连铸浸入式水口内钢液的旋转流动可以有效地提高水口出流的均匀性和稳定性，改善结晶器内钢液的流动状态和温度分布，降低结晶器内弯月面液面波动，可以有效提高铸坯质量。使用水口电磁旋流装置，可以在浸入式水口内产生钢液旋流，防止水口堵塞，并且浸入式水口内的钢液旋流流动可以带动结晶器内钢液旋转，起到结晶器电磁搅拌的作用。由于水口材质对磁场没有屏蔽效果，因此电磁旋流装置可以比结晶器电磁搅拌有更好的磁场利用率，而且尺寸更小，造价更低。

但是，如果想在浸入式水口区域采用电磁旋流技术，由于经常有水口在线更换等工艺操作，并且有时为了应对突发事件，需要特别考虑。东北大学赫冀成等人于2005年申请的申请号为200510047290.6的中国发明专利“电磁旋流水口”，其中，电磁旋流装置采用360度整体环型结构、180度半圆环型结构或360度分体环型结构。采用常用的360度整体环型结构的电磁旋流装置对现有的连铸工艺会造成非常大的影响；采用180度半圆环型结构的电磁旋流装置磁场效率非常低；采用360度分体环型结构的电磁旋流装置水路电路系统庞大，不利于现场的安装使用。

基于上述原因，必须要对电磁旋流装置进行重新设计，使其既能满足电磁旋流连铸的要求，又不对现有的连铸工艺造成很大的影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置及其支撑装置。本发明能够使浸入式水口内钢液产生较强旋转，提高水口出流的均匀性和稳定性，改善结晶器内流场、温度场，进而提高铸坯质量，并且尽量不影响现有的连铸工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置，包括一侧具有开口的电磁旋流装置本体和磁路补偿装置，在电磁旋流装置本体内设置有绕阻；所述磁路补偿装置由耐火材料包裹的铁芯制成，其设置在电磁旋流装置本体的开口处，与电磁旋流装置本体一起形成闭合磁路结构。

所述电磁旋流装置本体与磁路补偿装置通过铰连接连接在一起。

所述磁路补偿装置与电磁旋流装置本体一起形成的闭合磁路结构的形状为圆形或马蹄形。

所述磁路补偿装置的外侧采用风冷、水冷或油冷。

所述的一侧开口、磁路闭合的电磁旋流装置的支撑装置，由支撑杆组成，支撑杆的一端与电磁旋流装置本体固定连接，另一端与中间包横梁固定连接，所述的支撑杆为可伸缩结构。

所述的支撑杆与中间包横梁之间通过中间包横梁的固定钢板固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、由于本发明采用了磁路补偿装置，保证了磁场回路的闭合，在浸入式水口内可产生较强磁场，可以使钢液在浸入式水口内产生较强旋转；可有效提高水口出流的均匀性和稳定性，进而提高结晶器内钢液流动及传热行为，提高连铸坯质量；

2、本发明可以在不使用时收回，并在使用时移出，不影响水口的在线更换等操作，可以最大限度的保证电磁旋流连铸的顺畅运行；