本发明专利技术是一种磁场发生器和采用磁场发生器的电磁搅拌装置，磁场发生器，包括具有封闭多边形截面的柱形铁芯、绕在铁芯外围的多股线圈以及设置在铁芯背侧的具有多边形截面的导电板；在线圈上通上交变电流后，铁芯、多股线圈导电板共同产生一个随时间变化的交变磁场。本发明专利技术的电磁搅拌装置呈辊形，包括本发明专利技术的磁场发生器、布置在磁场发生器外部的中空辊套及支承机械结构。本发明专利技术最大程度利用辊式搅拌器内部空间，改变搅拌器产生的空间磁力线走向，在同样的电参数条件下，可以取得比同类设备更高的电磁力，可适用于钢铁或有色金属的板坯连铸过程对等轴晶率有较高要求的产品，并可在同等的电源输出功率条件下产生最大的磁感应强度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是一种磁场发生器和采用磁场发生器的电磁搅拌装置，磁场发生器，包括具有封闭多边形截面的柱形铁芯、绕在铁芯外围的多股线圈以及设置在铁芯背侧的具有多边形截面的导电板；在线圈上通上交变电流后，铁芯、多股线圈导电板共同产生一个随时间变化的交变磁场。本专利技术的电磁搅拌装置呈辊形，包括本专利技术的磁场发生器、布置在磁场发生器外部的中空辊套及支承机械结构。本专利技术最大程度利用辊式搅拌器内部空间，改变搅拌器产生的空间磁力线走向，在同样的电参数条件下，可以取得比同类设备更高的电磁力，可适用于钢铁或有色金属的板坯连铸过程对等轴晶率有较高要求的产品，并可在同等的电源输出功率条件下产生最大的磁感应强度。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于金属连续铸造中供给或处理熔融金属的装置，具体说有关一 种用于金属连续铸造中现场对铸造坯料进行处理或加工的的装置。 磁场发生器和采用磁场发生器的电磁搅拌装置
技术介绍
磁场发生器上绕有多股线圈，线圈上通以交变电流后可以激发产生交变磁场，当 其作用于导电流体如钢水时，由于磁场随着时间不断发生变化就会在其中感应产生涡流， 该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在导电流体体积元上， 从而可以推动流体按照交变磁场的移动方向而运动。 磁场发生器具有非接触、无污染的优点，可以不与被处理材料发生直接接触而发 生作用，因而具有广泛的应用价值。其中一个最为典型的例子就是作为电磁搅拌装置而获 得广泛使用。被广泛应用于各家钢铁生产厂家的连铸二冷区电磁搅拌装置（SEMS)的一个 重要作用就是提高铸坯的等轴晶率。由于等轴晶率除了与浇注温度、拉坯速度、冷却强度等 有关以外，电磁力的大小至关重要。这是由于电磁力的大小决定了电磁搅拌引起的钢液流 速和流场范围。生产过程中需要根据不同企业的钢种范围、铸机类型、生产习惯以及改造或 新建生产线的不同特点选择不同的SEMS，但现有技术下的SEMS各具有一定的缺点，具体说 明如下： 箱式SEMS安装在支撑辊的后面，要求靠近SEMS的支撑辊为非磁性不锈钢辊。搅 拌器尺寸可以做得很大，搅拌区域和强度都很大。由于SEMS距离铸坯表面很远，要达到一 定的搅拌强度，搅拌器的电消耗比较大。 插入对极式搅拌器，必须去掉连铸机原有的2对支撑辊，换成2对小分节辊。靠近 铸坯很近，是几种搅拌器中电磁力最大的一种。但同时也存在安装复杂、制造周期长、扇形 段改造大、投资大的缺点。 辊式SEMS的线圈被安装在非磁性耐热不锈钢的空心辊套内部，直接放置在铸坯 表面。辊式搅拌器一方面起到支撑铸坯的作用，另一方面对铸坯内钢液产生搅拌。工作时 辊套随着铸坯移动而转动。辊式搅拌器由于与铸坯直接接触，可以在同等的电源输出功率 条件下产生最大的电磁搅拌力，改善液穴温度均匀性和提高等轴晶率。但是由于受辊套空 间的限制，最终的磁场强度往往偏小。 在中国专利技术专利第20071008594. 0中公开一种圆柱铁芯外加圆环屏蔽罩的辊式 电磁搅拌，虽然也可以提高磁感应强度，但是由于圆柱形铁芯制造上存在较大困难，特别是 受圆环屏蔽罩的综合影响，实际加工制造过程中对线圈的绕制带来很大的不便。 近年来，辊式电磁搅拌器由于具有安装简便，不需太多改动扇形段，投资相对较 小，制造周期短等优点，越来越受到各大钢厂关注。但是其最大的不足是由于受空间所限， 特别是对于不锈钢连铸生产而言搅拌力相对较小，虽然现有技术一直对其做出了改进，但 效果却一直不尽如人意，或存在电磁性能低，电磁力偏小、或存在本身占用了一定的搅拌棍 内部有限空间，也同时在一定程度上影响了冷却水循环流动、或仅仅对搅拌器内部材料的 选择以及搅拌器端部的密封做了改进，对于提高搅拌器的实际电磁性能意义不大。 另一方面，电磁搅拌装置一般功率因数都比较低，特别是行波磁场更低，因此使用 电流都非常大，位于线圈中心的铁芯非常很容易达到磁饱和。 现有磁场发生器的截面结构如图la和图lb所示，包括铁芯3、非磁性导电材料1 和线圈2,主要有两种基本类型。其中，图la所示型式的结构由于铁芯所占截面积过小，因 此所产生的电磁力很小，很难满足工业生产要求；图lb所示型式的结构可以适当提高电磁 力，但由于铁芯由硅钢片叠加制造而成，要制造成圆形截面的铁芯非常困难。特别是在圆形 铁芯上面绕制线圈过程中，走线和布线均存在较大难度，因此总体制造难度极大。 因此，通过结构设计优化，改变铁芯结构，充分利用搅拌器的空间，最终提高电磁 力是非常必要的。所以对这一问题的改进也是本领域研究难题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磁场发生器和采用磁场发生器的电磁搅拌装置，可充分 利用搅拌器的空间并提高电磁性能和获得增强的电磁力。 根据本专利技术一方面提供一种磁场发生器，其特征在于，包括具有封闭多边形截面 的柱形铁芯、绕在所述铁芯外围的多股线圈以及设置在铁芯背侧的具有多边形截面的导电 板；在所述线圈上通上交变电流后，所述铁芯、所述多股线圈所述导电板共同产生一个随时 间变化的交变磁场。 较佳地，所述磁场发生器的柱形铁芯的封闭多边形截面的周边包括弧形线段部 分和直线线段部分，所述弧形线段部分是由位于同一圆周上至少一条弧形线段组成，以及 所述直线线段部分是由所述圆周内的至少一条弦直线线段构成。 在一个实施例中，所述至少一条弧形线段包括一条大弧形线段、二条与圆中心左 右对称的小弧形线段，所述至少一条弦直线线段包括位于所述二条小弧形线段之间的一条 弦直线线段和位于所述大弧形线段和所述小弧形线段之间的二条弦直线线段。 较佳地，位于所述二条小弧形线段之间的所述一条弦直线线段与所述二条小弧形 线段的交点与所述同一圆周的圆中心的连线与所述一条弦直线线段的夹角α相等，并且 38。<α〈72。。 在另一个实施例中，所述的至少一条弦直线线段包括相对平行并与圆中心对称的 二条弦直线线段，所述至少一条弧线线段包括一条大弧形线段、与所述大弧形线段相对的 位于所述二条弦直线线段之间的一条小弧形线段、位于所述弦直线线段和所述大弧形线段 之间的二条弧形线段。 较佳地，所述位于所述二条弦直线线段之间的所述一条小弧形线段与所述二条 弦直线线段的交点与所述圆中心的连线与所述一条小弧形线段的弦直线的夹角α相等， 38。<α〈72。。 在一个实施例中，所述铁芯的背侧的该截面为多边形的导电板由三个弧形线段及 三个直线线段构成，所述三个弧形线段分别为第一、第二、第三弧形线段，所述第一弧形线 段位于所述第二、第三弧形线段的外围，所述第二、第三弧形线段处于同一圆；所述三个直 线线段分别为第一、第二、第三直线线段，所述第一直线线段连接于所述第二、第三弧形线 段之间，所述第二、第三直线线段分别连接于所述第一弧形线段和第二、第三弧形线段之 间。 在所述实施例中，所述第一弧形线段所处圆的直径为第一直径，所述第二弧形线 段所处圆的直径为第二直径，所述两圆内切于一点。 在本专利技术的磁场发生器中，所述的铁芯材质为硅钢片；所述多股线圈沿所述铁芯 轴线方向等间隔布置，所述多边形导电板材质为铜；线圈中通上交流电后，多边形导电板感 应产生与线圈电流方向相反的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁场发生器，其特征在于，包括具有封闭多边形截面的柱形铁芯、绕在所述铁芯外围的多股线圈以及设置在铁芯背侧的具有多边形截面的导电板；在所述线圈上通上交变电流后，所述铁芯、所述多股线圈所述导电板共同产生一个随时间变化的交变磁场。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴存有，周月明，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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