[发明专利]铁芯以及具有该铁芯的电磁感应器和电磁搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及电磁设备领域，尤其涉及一种铁芯以及具有该铁芯的电磁感应器和电磁搅拌装置。

背景技术

近年来，随着连铸技术的发展，对铸坯内部质量提出了更高要求。铸坯内部质量在很大程度上取决于铸坯内部是否呈现出均匀而致密的等轴晶凝固组织。然而，在铸坯的实际凝固过程中，如果冷却速度很快，则柱状晶的生长容易产生“搭桥”现象，导致铸坯内部发生诸如缩孔、偏析、疏松或聚集夹杂物等的缺陷，利用电磁搅拌装置可以消除这些缺陷。

根据电磁感应现象，钢水作为导体在流过磁场时会产生感生电流，感生电流产生的磁场与设定磁场之间的相互作用会推动钢水运动，这就是电磁搅拌的原理，采用电磁搅拌装置有利于改善铸坯的凝固组织并且提高铸坯内部的质量。在现有技术的电磁搅拌装置中，电磁感应器的铁芯属于非硅钢片材料，这种材料长期使用不但容易磁化，磁场跟随性差，还容易产生反向磁场导致铁芯的磁场快速衰减，严重影响使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁搅拌装置，通过改进铁芯的成分来解决电磁搅拌装置的中心磁感应强度衰减的问题。

本发明提供一种电磁搅拌装置，所述电磁搅拌装置包括：外壳体、电磁感应器和冷却水路，所述电磁搅拌装置的电磁感应器的铁芯的化学成分按重量百分比计包括：不超过0.025％的碳、不超过0.20％的硅、不超过0.30％的锰、不超过0.020％的磷、不超过0.020％的硫、0.15％～0.50％的铝、不超过0.10％的铬、不超过0.20％的镍和不超过0.20％的铜。

根据本发明的示例性实施例，所述电磁搅拌装置的电磁感应器的铁芯的矫顽力可以不超过32A/m，矫顽力时效增值可以不超过4％，最大磁导率可以不低于15.1×10^-3H/m。

本发明还提供一种铁芯，所述铁芯的化学成分按重量百分比计包括：不超过0.025％的碳、不超过0.20％的硅、不超过0.30％的锰、不超过0.020％的磷、不超过0.020％的硫、0.15％～0.50％的铝、不超过0.10％的铬、不超过0.20％的镍和不超过0.20％的铜，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明还提供一种电磁感应器，所述电磁感应器的铁芯是根据本发明的示例性实施例的铁芯。

附图说明

通过结合附图对本示例性实施例的描述，本发明的上述和/或其他特征和方面将变得清楚和易于理解。在附图中：

图1是示出根据本发明的示例与对比例的电磁搅拌装置的中心磁场强度与电流对应关系的曲线图；

图2是示出根据本发明的示例与对比例的电磁搅拌装置的径向磁场强度的曲线图；

图3是示出根据本发明的示例与对比例的电磁搅拌装置的轴向磁场强度的曲线图；

图4是示出根据本发明的示例与对比例的电磁搅拌装置的圆周磁场强度的曲线图；

图5是示出根据本发明的示例与对比例的电磁搅拌装置的伏安特性曲线图。

具体实施方式

下面，将结合具体示例详细地描述本发明。应理解的是，这里的描述只是解释性和说明性的，本发明不局限于在此阐述的示例性实施例。

纯铁是钢的一种，也属于钢材范畴，纯铁的主要成分是铁，其他元素的含量非常少。本领域将这种接近于纯铁的钢称为工业纯铁，通常工业纯铁的质地很柔软，韧性特别大，具有良好的电磁性能。本发明的示例性实施例选用纯铁作为电磁感应器的铁芯的材料，并向纯铁中加入硅等合金元素，可以提高纯铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力和铁损，消除磁时效。

根据本发明的示例性实施例，电磁搅拌装置包括：外壳体、电磁感应器和冷却水路，其中，所述电磁搅拌装置的电磁感应器的铁芯的化学成分按重量百分比计可以包括：不超过0.025％的碳、不超过0.20％的硅、不超过0.30％的锰、不超过0.020％的磷、不超过0.020％的硫、0.15％～0.50％的铝、不超过0.10％的铬、不超过0.20％的镍和不超过0.20％的铜，其余为铁和不可避免的杂质。

根据本发明的示例性实施例的电磁搅拌装置内部的电磁感应器所具有的铁芯具有优异的电磁性能，主要体现在以下几个方面：

第一，铁芯的铁损低。铁损指铁芯损耗，是铁芯的重要指标，而根据本发明的示例性实施例的铁芯的铁损很低。

第二，电磁性能良好。铁芯的矫顽力Hc低，最大磁导率μ_max高。具体地讲，根据本发明的示例性实施例的铁芯的Hc不超过32A/m，μ_max不低于15.1×10^-3H/m。