[发明专利]炼钢连铸机铸坯凝固末端永磁搅拌器

说明书

本发明涉及一种炼钢连铸机铸坯凝固末端永磁搅拌器。主要由磁体及由双层内筒、双层外筒、双层顶板、双层底板构成的机体以及液压马达、齿轮传动机构以及轴承机构组成。主要特征在于：在液压马达的驱动下，磁体作旋转运动，产生旋转磁场，达到对钢坯液芯搅拌的目的。本发明提供了对磁体、安装紧固部件及驱动部件全部被冷却水保护，使之与外界高温高湿环境完全隔离，以保证磁体安全而不退磁。

技术领域

本发明涉及一种炼钢连铸机铸坯凝固末端永磁搅拌器。

背景技术

电磁搅拌器在连铸机上已经使用了约50年了，为钢材质量提供了保证，已经是炼钢连铸机的标准配置。但是，电磁搅拌器有天生的缺陷。

一般单台电磁搅拌器的视在功率在200~600KVA之间，是钢厂里的大宗耗能装备之一，而效率不到30%，大量的电能都变成线圈焦耳热被冷却水带走了。特别是在铸坯凝固末端，因为设备功率大，同时搅拌器受到铸坯的辐射热影响，线圈必须用大流量的纯水冷却。导线用水冷却，带来一系列麻烦：冷却水必须是纯净水、线圈绝缘老化导致搅拌器寿命一般不超过一年。

设计制造连铸机用的永磁搅拌器，是许多人的梦想，自从电磁搅拌器出世，就出现了永磁搅拌器的设想，可惜未有工业应用。

由张森林和李兵设计的一种液压传动连铸永磁搅拌器（专利号2010 20032017.2），因摈弃了其他方案的电机驱动方法，使得永磁搅拌器在连铸机上可以推广应用。不过，该专利主要适用于连铸机结晶器内置式永磁搅拌器。该专利所设计的方案中，磁体和液压马达处于连铸机结晶器冷却水的保护之内，不存在部件特别是磁体的安全问题。而在铸坯凝固末端使用永磁搅拌器，面对连铸机二冷室至拉矫机之间1000⁰C以上的高温辐射和高温喷淋水，必须有新的更完善的技术方案，以保证永磁搅拌器在连铸坯凝固末端区段可靠运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炼钢连铸机铸坯凝固末端永磁搅拌器。

本发明的技术方案是：一种炼钢连铸机铸坯凝固末端永磁搅拌器，包括双层内筒、双层外筒、双层顶板、双层底板、磁体、液压马达、主动齿轮、从动齿轮、轴承及轴承座；其特征在于：双层内筒和双层外筒处于同一中心线上；双层内筒和双层外筒的上下两端分别连接双层顶板和双层底板构成机体；磁体由磁轭和磁钢组成；并通过轴承及轴承座设置在双层内筒和双层外筒之间；所述的轴承座与双层内筒、双层外筒、双层顶板或双层底板紧固结合；在双层外筒的外表面设有液压马达；在磁轭的上部外表面设有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，并通过液压马达带动主动齿轮和从动齿轮使磁体旋转产生旋转磁场；在液压马达和齿轮传动部位的双层外筒上设有双层马达罩。

所述的磁体采用二磁级N－S对置设置的稀土高强磁场磁体。

所述的磁轭的形状为筒形磁轭。

所述的磁钢为稀土材料高磁钢，其形状为整体弧形或小块拼装成准弧形，每边弧形磁钢的内弧长在内圆的1/8－1/4周长之间。

所述的双层底板、双层内筒、双层顶板、双层外筒的内腔充满冷却水，冷却水通过管道从进水口进入到双层底板到双层内筒到双层顶板到双层外筒到出水口。

所述的双层马达罩通过管道从双层顶板引水，进入内腔后通过另一管道排入双层外筒。

本发明的磁场是由稀土材料高磁钢提供，磁钢组成N-S磁极对，磁极-磁轭用轴承与轴承座相结合，提供运动功能，而轴承座与搅拌器的双层内筒、双层外筒、双层顶板及双层底板紧固结合。磁轭上安装的齿轮与液压马达端部的齿轮啮合，在液压马达驱使下，磁体作绕轴旋转，旋转的强力磁场在铸坯的液芯中激起感应磁场，外加磁场和被感应的磁场相互作用，根据洛伦兹原理，凝固末端粘稠的钢液产生与外加旋转磁场方向一致的运动，而达到搅拌目的。

本发明的磁体采用稀土高强磁场磁体，是考虑凝固末端液芯小且黏度大，需要强磁场来驱动。