一種浸入式水口電磁攪拌裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于連鑄技術領域，具體涉及一種浸入式水口電磁攪拌裝置。
【背景技術】
[0002] 在鋼的連鑄過程中，浸入式水口的偏流是不可避免的，且對結晶器內鋼水的流場、溫度場的分布以及液面波動等都有影響，最終影響連鑄坯表面和內部質量及連鑄的拉速。而在水口內使鋼水產生水平旋轉流動是抑制偏流產生的有效手段。早在19世界末期，日本住友金屬公司等就在浸入式水口頸部放置旋轉葉片來產生旋流，其研究表明，通過在水口內部產生旋流能進一步改善結晶器內鋼水流動和溫度的均勻分布，并且明顯降低液面的波動；但這種方法存在著明顯的不足：一是耐火材料旋轉葉片由于鋼液的沖刷壽命短，并且夾雜物吸附在葉片上容易發生堵塞，經常更換葉片不僅成本提高，更嚴重影響生產效率；二是這種葉片產生的旋流主要受鋼水靜水壓力的推動作用，并不能主動調節鋼水產生的旋轉速度，難以適用不同工藝要求，因此應用受到限制。
[0003] 基于電磁力產生的旋轉雖有效地避免了傳統機械式旋流的不足，但是，如果想在浸入式水口區域安裝電磁旋流裝置，其安裝方式對現場工藝操作等產生的負面影響則需特別考慮。以專利CN203956040U提到的一種兩瓣式浸入式水口電磁旋流裝置，雖在一定程度上，解決了開澆初期和末期電磁旋流裝置的安裝與拆卸問題，但對于運行過程中，出現的緊急情況，無法方便及時的應對，另外此裝置所占空間比較大，對結晶器內液面的人工檢查及保護渣的添加帶來了諸多不便，同時，由于采用的開瓣驅動裝置采用的是電動方式，在如此惡劣的工況下，其驅動裝置發生的機械失效難以避免，若運行過程中出現故障，更是難以應對。另外，專利CN203956039U提到的一種單側開口的電磁旋流裝置，如U字型電磁旋流裝置，但由于浸入式水口直徑一般在100?180_左右，這樣在感應器本體結構設計時，弧形部分的繞線空間受到很大的限制，很難達到產生所需電磁力要求下線圈的匝數，同時，磁場利用率非常低，并且由于電磁力沿周向分布不均勻勢必會造成浸入式水口內鋼水的偏流。目前，要實現工業化運行存在的主要問題一是結晶器上端面到中間包包底空間、浸入式水口與擺流槽之間安裝距離非常有限；二是浸入式水口直徑比較小且磁場有效作用距離比較短，其內鋼水流速比較大，要在短時間內實現水口內鋼水旋流，對磁場形式和性能要求極尚。
[0004] 基于上述原因，必須對水口電磁攪拌裝置進行重新設計，既能滿足連鑄電磁旋流的性能要求，又不對現有的連鑄工藝產生較大的影響。
【實用新型內容】
[0005] 針對現有電磁旋流水口在實用技術上存在的問題，本實用新型提供一種浸入式水口電磁攪拌裝置，在不改變連鑄裝置的條件下，在浸入式水口兩側采用一對相反行波磁場感應裝置，并采用傳動裝置懸掛在中間包包底進行純機械移動安裝定位與拆卸，可在線方便的進行人工液面檢測及保護渣的添加。
[0006]為實現以上目的，本實用新型采用的技術方案如下：
[0007]—種浸入式水口電磁攪拌裝置，浸入式水口安裝在中間包底部并插入結晶器鋼液面以下，包括平行對稱安裝于浸入式水口左右兩側的兩臺磁場運動方向相反的行波電磁感應裝置，以及傳動裝置；
[0008]所述行波電磁感應裝置包括外殼、設置于外殼內的鐵芯和多組線圈；記線圈總組數為麗，M、N均為大于等于2的正整數；
[0009]所述每組線圈上各通有一定相位、頻率和電流強度的交流電流，其中的相位滿足如下關系：
[0010]每組相鄰線圈分別通以不同相位的電流，且各組相鄰線圈之間所通電流的相位差相同，N組線圈形成一個完整的相位周期，一個相位周期形成一個磁極；每臺行波電磁感應裝置在鐵芯長度方向上形成有Μ個磁極；并且相鄰磁極為異性磁極；外殼上正對相鄰磁極的分界線處設置有分界標志；每臺行波電磁感應裝置必須具備兩個以上相位周期的線圈，即Μ大于等于2 ;浸入式水口位置必須正對在兩個相位周期分界處，即浸入式水口的中心軸線與分界標志（相鄰磁極的分界線）對齊。
[〇〇11]所述傳動裝置包括平行橫向設置于中間包底部的兩條包底導軌、沿鐵芯長度方向
(縱向）設置在行波電磁感應裝置上方的箱體導軌以及四個連接支架；
[0012]所述連接支架的上方和下方均設有運動機構；上方的運動機構能沿包底導軌橫向移動，下方的運動機構能沿箱體導軌縱向移動；
[0013]每臺行波電磁感應裝置均通過兩個連接支架懸掛在包底導軌上；兩臺磁場運動方向相反的行波電磁感應裝置平行對稱安裝于浸入式水口左右，且浸入式水口的中心軸線與分界標志（相鄰磁極的分界線）對齊。
[0014]所述運動機構為滾動軸承、滾輪或滑塊。
[〇〇15]優選的，所述連接支架的上方和下方各設有一對滾動軸承；上方的一對滾動軸承能沿包底導軌橫向滾動，下方的一對滾動軸承能沿箱體導軌縱向滾動；采用滾動軸承，能減少與導軌之間的摩擦，使運行更加順暢，同時也降低運行過程中的噪音。
[0016]所述的浸入式水口電磁攪拌裝置，還設置有U型屏蔽罩，U型屏蔽罩緊貼鐵芯外表面安裝，或安裝在線圈外側，鐵芯未被屏蔽的面（即U型屏蔽罩的開口方向）為磁場工作面(面對浸入式水口）。
[0017]所述線圈總組數ΜΝ可以取6η，并使每3組線圈形成一個完整的相位周期，即Ν =3，Μ= 2η，其中η為大于等于1的正整數；考慮到空間和長度的限制，取η = 1，即所述線圈總組數麗=6,每3組線圈形成一個完整的相位周期，即Ν = 3, Μ = 2。
[0018]所述鐵芯，由條形或弧形的硅鋼片或電工純鐵疊置而成，硅鋼片或電工純鐵之間及鐵芯外側設有絕緣層；所述多組線圈按克萊姆繞線形式繞置于條形或弧形鐵芯外面，各組線圈的匝數相同。
[〇〇19]所述鐵芯的尺寸為：
[0020]寬度 Κ 滿足：30mm〈K〈 100mm ;
[0021]高度 G 滿足：150mm〈G〈270mm ;
[0022]長度 L 滿足：300mm〈L〈700mm。
[0023]所述多組線圈的采用內冷結構或外冷結構；冷卻可采用外冷或內冷方式。
[0024]所述線圈由銅管制成，其中循環有冷卻水。
[0025]所述每組線圈共有18?50阻線圈。
[0026]本實用新型的安裝方法為：
[0027]a):將兩個連接支架下方的運動機構通過箱體導軌一端的開口縱向送入箱體導軌；將兩個連接支架上方的運動機構分別通過兩條包底導軌一端的開口橫向送入兩條箱體導軌；重復上述操作，將兩臺磁場運動方向相反的行波電磁感應裝置都懸掛在包底導軌上；
[0028]b):通過連接支架下方的運動機構與箱體導軌配合，使行波電磁感應裝置相對于中間包縱向移動，至浸入式水口的中心軸線與分界標志（相鄰磁極的分界線）對齊；
[0029]c):通過連接支架上方的運動機構與包底導軌配合，使行波電磁感應裝置相對于中間包橫向移動，調節兩臺行波電磁感應裝置的相隔距離。
[0030]行波電磁感應裝置通過連接支架懸掛在中間包底部的包底導軌上，在安裝或拆卸過程中，可手動的推動行波電磁感應裝置直至行波電磁感應裝置外殼上的分界標志（相鄰磁極的分界線）與浸入式水口的中心軸線對齊，然后采用卡銷將運動機構固定；采用純機械手動驅動方式，可靠性更高。
[0031]與現有技術相比，本實用新型的有益效果：
[0032]1、通過本實用新型的磁路設計，在浸入式水口中產生的是旋轉磁場且穿透水口內的鋼水；而類似結構采用其它的磁路設計，只是在正對電磁攪拌的鋼水區域才存在一對相反運動的行波磁場，中心并沒有磁力線通過，磁場利用率低，在直徑為80_的浸入式水口內作用的區域則更加有限，這種磁路產生的磁場強度不足以推動水口中鋼水短時間內實現旋流；而通過本實用新型的磁路設計，提供的電磁力較大，大大改善了小直徑下水口內鋼水的磁場利用率。
[0033]2、本實用新型可以通過縱向和橫向導軌可以實現行波電磁感應裝置的快速縱向、橫向推拉，在不改變連鑄裝置的條件下，操作方便、快捷，而且所采用的傳動裝置避免了電動或液壓傳動裝置的失效帶來的負面影響，同時，不影響水口的在線更換等操作，可以最大限度的保證電磁旋流連鑄的順暢運行。采用純機械手動驅動方式，可靠性更高。
[0034]3、本實用新型的一對行波電磁感應裝置平行設置在浸入式水口的左右兩側，浸入式水口的前后兩側兩均開口，給現場工人進行結晶器液面檢查、挑渣以及添加保護渣等帶來了方便，對現場工藝改動極小，不會對現有生產工藝操作產生影響，可最大限度的保證電磁旋流連鑄的順暢運行；且采用一對條形行波磁場感應裝置結構，避免了開口型U型或C型電磁旋流裝置由于力矩不對稱而對鋼水造成的偏流。在受局限的現場安裝空間內可完全取代圓形電磁旋流裝置帶來的有益效果。
[0035]4、本實用新型鐵芯外設置有屏蔽罩，一方面加大了工作區域一一浸入式水口中磁場強度以及磁路的磁場利用率，另一方面，也降低了其它非工作面區域內感應電流對中間包包底的渦流發熱及其造成的負面變形，提高了設備的可靠性。
[0036]5、本實用新型繞線采用克萊姆繞組形式，較帶齒的電磁攪拌裝置，在有限的空間內，產生同樣的磁場所需的安裝尺寸小，并且，采用本實