一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置及方法，属于钢铁连铸生产技术领域。本发明专利技术的电磁制动装置包括第一轭铁，第二轭铁，所述的第一轭铁与第二轭铁相对设置于中间包的两侧，第一轭铁和第二轭铁上均缠绕有电磁线圈，第一轭铁和第二轭铁之间产生两路磁场，两路磁场方向均由一侧指向另一侧，两路磁场对中间包内的钢液进行两次制动。本发明专利技术的电磁制动装置，实现了在与钢液不直接接触、不占据中间包内的有效容积的条件下，达到控流、清洁的目的，且有利于夹杂物的上浮去除。且有利于夹杂物的上浮去除。且有利于夹杂物的上浮去除。

An electromagnetic braking device and method for controlling the flow of molten steel in Tundish

【技术实现步骤摘要】
一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置及方法


[0001]本专利技术属于钢铁连铸生产
，更具体地说，涉及一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置。

技术介绍

[0002]钢液在中间包中的流动现象对提高钢的质量具有重要意义，它是由中间包及其流动控制装置的设计来决定的。中间包作为连铸过程中影响钢液成分的关键环节，为了更好地发挥其控流、洁净钢液的作用，在冶金工作中，对中间包内流场情况进行研究与改善至关重要。目前常见的中间包有多种形状，结构上是由钢板焊结成的壳体，其内衬有隔热层、永久层和工作层。中间包的主要作用是稳定钢液，起到一个过渡作用。通过对中间包中钢液流场分析可知，在从钢包往中间包浇注时，由于钢液流速大，对中间包造成强烈的冲击，过大的冲击不但容易卷入空气使钢液二次氧化，还会冲击底部造成包底耐火材料侵蚀，同时，钢液上表面保护渣还会被卷入钢液中形成夹杂。所以尽可能的使中间包内的钢液减缓流速，减少液体之间的对流成了在钢铁连铸工艺过程中的迫切需求，因此有必要采用制动装置，达到优化流场，洁净钢水的目的。
[0003]当前大多数中间包是通过加装湍流控制器或者坝、堰，来改善钢液的对流。这类装置降低了钢液动能，优化了中间包流场形态，有利于夹杂物上浮去除。但是，上述装置存在以下问题：(1)无论是湍流控制器还是挡墙，都是具有一定寿命的耐材，需要频繁更换，提高了耐火材料内衬的成本和维修停机时间。(2)由于钢液不断冲刷耐材，会将耐材颗粒带入钢液，导致钢液的二次污染。(3)因为有挡墙的存在，在挡墙后方会存在死区。(4)无论是湍流控制器还是坝、堰，都会占用中间包的内部空间，使钢液的停留时间缩短。
[0004]利用电磁力进行流量控制是这一领域的最新进展。例如，中国专利申请号为201120459578.5的申请案，公开了一种带电磁制动装置的铜连铸中间炉，通过在中间炉外部设立一电磁制动装置，在中间炉内用一块挡渣板将中间炉分为两个区域，对流区和缓冲区。在对流区用电磁制动设备施加一个电磁场，用来抑制从熔炼炉流入的熔融液态铜引起的对流。但是，该方法需要设立挡渣板将中间包隔成对流区和缓流区，对流区的覆盖剂不易上浮，且由于金属液冲击腐蚀，挡渣板和覆盖剂均容易对金属液造成二次污染。
[0005]又如，中国专利申请号为201710984583.X的申请案，公开了一种借助电磁装置控制金属液流动的连铸中间包，该申请案利用设置在中间包外壁的稳恒磁场发生装置施加的稳恒磁场，在电磁感应作用下，金属液流股受到与流动方向相反的电磁力作用，从而延长了金属液在中间包内的停留时间，实现了对金属液流动的控制。但该申请案中的磁场发生装置，单纯地施加磁场对夹杂物去除率影响不大。

技术实现思路

[0006]1、要解决的问题
[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中，控流装置占据中间包内的有效容积，钢液冲
刷控流装置引起的钢液二次污染问题。本专利技术提供的一种电磁制动装置及方法，实现了在与钢液不直接接触、不占据中间包内的有效容积的条件下，达到控流、清洁的目的，且有利于夹杂物的上浮去除。
[0008]2、技术方案
[0009]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]本专利技术的一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，包括第一轭铁，第二轭铁，所述的第一轭铁与第二轭铁相对设置于中间包的两侧，第一轭铁和第二轭铁上均缠绕有电磁线圈，第一轭铁和第二轭铁之间产生两路磁场，两路磁场方向均由一侧指向另一侧，两路磁场对中间包内的钢液进行两次制动。
[0011]优选地，所述的第一轭铁和第二轭铁均具有上底、下底以及连接上下底部的侧壁，第一轭铁的上底缠绕有第一电磁线圈，下底缠绕有第三电磁线圈，第二轭铁的上底缠绕有第二电磁线圈，下底缠绕有第四电磁线圈，第一电磁线圈与第二电磁线圈之间产生第一路磁场，第三电磁线圈与第四电磁线圈之间产生第二路磁场。
[0012]优选地，所述的第一轭铁与第二轭铁竖直设置在中间包的相对两侧，第一路磁场对从钢包往中间包内浇注的钢液产生一次制动，钢液接触到中间包底部形成一冲击区，第二路磁场对到达冲击区后流向水口的钢液，产生第二次制动。
[0013]优选地，所述的第一电磁线圈与第三电磁线圈共用一个电源，第二电磁线圈与第四电磁线圈共用一个电源，且上底电磁线圈与下底电磁线圈的缠绕方向相反。
[0014]优选地，所述的第一电磁线圈顺时针缠绕于第一轭铁上底，第三电磁线圈逆时针缠绕于第一轭铁下底，第二电磁线圈逆时针缠绕于第二轭铁上底，第四电磁线圈顺时针缠绕于第二轭铁下底。
[0015]优选地，所述的两只轭铁竖直安装于中间包前后两侧，且正对冲击区放置，两路磁场方向皆与中间包底部平行。
[0016]优选地，所述两只轭铁的高度高于中间包的高度，且两只轭铁的下底与中间包底部平齐设置。
[0017]优选地，所述的中间包为三流及三流以上的中间包，两只轭铁水平安装于中间包左右两侧且正对冲击区放置。
[0018]优选地，电流强度I为200A，电磁线圈的匝数N为4700～7000。
[0019]利用上述的电磁制动装置控制中间包内钢液流动的方法，其步骤为，
[0020]步骤一，利用公式其中，N为线圈匝数；I为电流强度，A；U为电源电压，V；R为绕线电阻，Ω；δ为气隙长度，m；μ0为真空磁导率；为磁感应强度，取值0.4～0.6T，根据实际电流强度，计算出电磁线圈的匝数；
[0021]步骤二，将电磁线圈分别缠绕在两块轭铁的上、下底；其中，上底电磁线圈与下底电磁线圈的缠绕方向相反；
[0022]步骤三，将两块轭铁对称放置在中间包的两侧，轭铁通电后，在钢液内部产生与钢液运动方向相反的电磁力，对钢液的流动进行制动。
[0023]3、有益效果
[0024]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0025](1)本专利技术的一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，不与钢液直接接触，与现有技术相比，不会因钢液冲刷腐蚀湍流控制器或者坝、堰这类耐材，而造成钢液的二次污染，本装置通过电磁感应原理，在钢液内部产生与钢液运动方向相反的电磁力，达到制动效果；另外，本装置不占据中间包的有效容积，提高了钢液的停留时间，从而使夹杂物有更长的上浮时间，便于去除夹杂物。
[0026](2)本专利技术的一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，通过在中间包冲击区两侧的特定区域设置由轭铁和电磁线圈组成的电磁制动装置，产生两个与中间包内钢液主流股的流动方向相垂直的稳恒磁场。通过中间包注流水口流入的钢液在高速流动过程中切割磁力线产生感生电流，感生电流与第一磁场交互作用又在钢液中产生与流速方向相反的洛仑兹力，钢液在该力的作用下，动能减小，流速减缓，减小对中间包壁的冲击，达到一次制动效果；当钢液抵达冲击区向水口流动时，第二磁场对钢液再次进行制动，由于电磁力对钢液存在两次制动作用，因此在钢液流过磁场后流速减小，使得使夹杂物有更长的上浮时间，有更多的夹杂物上浮后进入渣层被去除。
[0027](3)本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，其特征在于：包括第一轭铁(100)，第二轭铁(200)，所述的第一轭铁(100)与第二轭铁(200)相对设置于中间包的两侧，第一轭铁(100)和第二轭铁(200)上均缠绕有电磁线圈，第一轭铁(100)和第二轭铁(200)之间产生两路磁场，两路磁场方向均由一侧指向另一侧，两路磁场对中间包内的钢液进行两次制动。2.根据权利要求1所述的一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，其特征在于：所述的第一轭铁(100)和第二轭铁(200)均具有上底、下底以及连接上下底部的侧壁，第一轭铁(100)的上底缠绕有第一电磁线圈(110)，下底缠绕有第三电磁线圈(120)，第二轭铁(200)的上底缠绕有第二电磁线圈(210)，下底缠绕有第四电磁线圈(220)，第一电磁线圈(110)与第二电磁线圈(210)之间产生第一路磁场，第三电磁线圈(120)与第四电磁线圈(220)之间产生第二路磁场。3.根据权利要求2所述的一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，其特征在于：所述的第一轭铁(100)与第二轭铁(200)竖直设置在中间包的相对两侧，第一路磁场对从钢包往中间包内浇注的钢液产生一次制动，钢液接触到中间包底部形成一冲击区(300)，第二路磁场对到达冲击区(300)后流向水口(400)的钢液，产生第二次制动。4.根据权利要求3所述的一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，其特征在于：所述的第一电磁线圈(110)与第三电磁线圈(120)共用一个电源，第二电磁线圈(210)与第四电磁线圈(220)共用一个电源，且上底电磁线圈与下底电磁线圈的缠绕方向相反。5.根据权利要求4所述的一种控制中间包内钢液流动的电磁制动装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳强，王子铭，杨泽曦，王秀珍，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：