專利名稱：連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器。
背景技術(shù)：
1、 電磁攪拌器是連鑄機(jī)上的重要裝備。
我國(guó)鋼產(chǎn)量己接近5億噸/年，連鑄機(jī)不少于3000流。通過(guò)引進(jìn) 設(shè)備、技術(shù)改造及裝備國(guó)產(chǎn)化，絕大部分連鑄機(jī)都已安裝，使用了電 磁攪拌器。
2、 電磁攪拌器的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題。
以圓坯鑄機(jī)為例，為了在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)使鋼水作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的磁 場(chǎng)，電磁攪拌器一般作成交流兩相或交流三相的，其原理和異步電機(jī) 類似。
電機(jī)定子線圈在交流電條件下，其阻抗表現(xiàn)為電阻和感抗兩部分。 為了獲得足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)，要考慮下列因素線圈所產(chǎn)生的磁勢(shì)與電流 成正比，與線圈匝數(shù)成正比。線圏匝數(shù)多，必使線圈電抗增大，這會(huì) 給攪拌器帶來(lái)一系列難以實(shí)現(xiàn)的困難。因此攪拌器多釆用少匝數(shù)、大 電流方式。
為節(jié)省投資成本，連鑄機(jī)流間距一般在iooo隱-uoo誦之間，這
給攪拌器的設(shè)計(jì)尺寸以限制，因而攪拌器線圈的導(dǎo)線內(nèi)，電流密度可
能高達(dá)12A/mm2-15 A/mm2,比架空線纜的電流密度大10 - 15倍，所以
攪拌器必須使用流動(dòng)的水冷卻。 一般需要配置高要求的純凈水的制備、 循環(huán)、冷卻系統(tǒng)。
因?yàn)榫€圈浸泡于水中，盡管作用了高質(zhì)量的冷卻水，線圈在線連 續(xù)運(yùn)行時(shí)間多數(shù)不超過(guò)一年。交流磁場(chǎng)在穿過(guò)非導(dǎo)磁的金屬或金屬熔體時(shí)，有渦流衰耗，金屬 導(dǎo)電率越高交變頻率越高，衰耗越快，因而現(xiàn)有的交流電磁攪拌器，
必須配置大功率的變頻(頻率0-15Hz)電源柜。這使整個(gè)系統(tǒng)的投資 成本、維修成本非常大。
交流電磁攪拌器的裝機(jī)容量在150 - 500KVA范圍內(nèi)，功率因素大 約為0. 3-0. 35,功耗P- 50 - 180KW,—個(gè)年產(chǎn)IOO萬(wàn)噸鑄坯的連鑄機(jī)， 以。屯鋼6KW計(jì)，攪拌器年總耗電6000000KW。運(yùn)行成本及消耗能源資源 不可忽視。
3、使用永磁攪拌器是人們多年來(lái)的期望。
永磁攪拌器不需要大功率的變頻電源，對(duì)冷卻水的水質(zhì)要求不高， 不會(huì)出現(xiàn)象電磁攪拌器線圈絕緣損壞而失效的問(wèn)題。因此其購(gòu)置成本、 運(yùn)行成本、維修成本要比電磁攪拌器低得多，從節(jié)約資源角度來(lái)講， 推廣永磁攪拌器符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。
從上世紀(jì)70 - 80年代以來(lái)，中外學(xué)者和專家一直孜孜不倦地在研 制連鑄機(jī)用的永磁攪拌器。這項(xiàng)工作進(jìn)行了 二十多年而無(wú)應(yīng)用成果， 主要是①連鑄機(jī)環(huán)境惡劣，永磁體受高溫易失磁；②設(shè)計(jì)攪拌器磁 體運(yùn)動(dòng)方式時(shí)，受到傳統(tǒng)思維的局限，在連鑄機(jī)上很難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定 可靠的運(yùn)行。
從己公布的研究成果之論文和申報(bào)的專利內(nèi)容看，如日本往友金 屬工業(yè)珠式會(huì)社早期研發(fā)的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器攪拌器(見(jiàn)連鑄學(xué)會(huì)電磁攪拌 譯文集),鞍山亞賽電磁設(shè)備有限公司申請(qǐng)的200620168152. 3號(hào)專利， 岳陽(yáng)巿石祿強(qiáng)申請(qǐng)的200620052515. 7號(hào)專利，其攪拌器磁體的運(yùn)動(dòng)基 本上都是釆用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、齒輪或鏈條傳動(dòng)方式。實(shí)踐證明，要在連鑄 機(jī)操作平臺(tái)下、結(jié)晶器外安裝這種動(dòng)力機(jī)構(gòu)，困難是相當(dāng)大的，即使 能安裝，設(shè)備也不能長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器。
4本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器，具有結(jié) 晶器、永磁體和外簡(jiǎn)，其特征在于在永磁體上設(shè)有葉輪，永磁體通
過(guò)軸承與外簡(jiǎn)結(jié)合；外簡(jiǎn)的上部設(shè)有動(dòng)力水入口，下部設(shè)有動(dòng)力水出 口；所述的永磁體由動(dòng)力水驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁 力源，對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌。
本發(fā)明的永磁體通過(guò)上下兩個(gè)軸承安裝在封閉的圓形外簡(jiǎn)內(nèi)。
本發(fā)明的永磁體為由至少2組分別為N - S極的永磁塊與磁軛連接
組成，在永磁體內(nèi)簡(jiǎn)中部，形成一個(gè)相對(duì)封閉的磁場(chǎng)。
本發(fā)明的永磁體為由2組或4組或6組或8組分別為N - S極的永 磁塊與磁軛連接組成，在永磁體內(nèi)簡(jiǎn)中部，形成一個(gè)相對(duì)封閉的磁場(chǎng)。
本發(fā)明的攪拌器分為外置式和內(nèi)置式兩種形式，當(dāng)攪拌器安裝在 結(jié)晶器段時(shí)為內(nèi)置式，安裝在二冷區(qū)或末端時(shí)為外置式。
本發(fā)明改變了以往釆用電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪或鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)永磁體運(yùn)動(dòng) 的方式，釆用動(dòng)力水沖動(dòng)葉輪帶動(dòng)永磁體運(yùn)動(dòng)，不但簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，而 且能確保設(shè)備長(zhǎng)期安全穩(wěn)定使用。


圖1為本發(fā)明結(jié)晶器內(nèi)置水動(dòng)式永磁攪拌器示意圖； 圖2為本發(fā)明結(jié)晶器外置水動(dòng)式永磁攪拌器示意圖； 圖3為3組六磁極永磁體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、磁體動(dòng)力水入口； 2、軸承；3、永磁塊；4、磁軛；5、 外簡(jiǎn)；6、結(jié)晶器出水口； 7、結(jié)晶器出水通道；8、結(jié)晶器進(jìn)水通道； 9、結(jié)晶器進(jìn)水口； 10、磁體動(dòng)力水出口； 11、葉輪；12、結(jié)晶器；l3、 內(nèi)簡(jiǎn)；14、 N磁極；15、 S磁極。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明為結(jié)晶器內(nèi)置水動(dòng)式永磁攪拌器。由結(jié)晶器、 磁體和外簡(jiǎn)組成，結(jié)晶器的主要部件與常規(guī)結(jié)構(gòu)相同，包括結(jié)晶器銅 管、水套、安裝板等，結(jié)晶器上部和下部為蓋輪，結(jié)晶器銅管冷卻水由結(jié)晶器進(jìn)水口 9進(jìn)入，從結(jié)晶器出水口 6流出；永磁體由永磁塊3 和磁軛4構(gòu)成，永磁體用上下兩個(gè)軸承2與外簡(jiǎn)5相結(jié)合，葉輪ll與 永磁體裝配成一體。在外簡(jiǎn)5的上部設(shè)有磁體動(dòng)力水入口 l，在外簡(jiǎn)5 的下部設(shè)有磁動(dòng)力水出口 10。從磁體動(dòng)力水入口送進(jìn)流量和壓力可調(diào) 的動(dòng)力水，驅(qū)動(dòng)葉輪11，葉輪受切向力作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)永磁體作 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)永磁體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在磁體中間部位激發(fā)交變磁場(chǎng)； 于是，結(jié)晶器內(nèi)的鋼水在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向一致的運(yùn)動(dòng)， 鋼水被攪拌。與此同時(shí)，動(dòng)力水對(duì)永磁體冷卻，然后從磁體動(dòng)力水出 口 IO返回水系統(tǒng)。
如圖2所示，本發(fā)明為結(jié)晶器外置水動(dòng)式永磁攪拌器。 如圖3所示，本發(fā)明的永磁體為3組六磁極。每組由N-S磁極和 磁軛組成。
權(quán)利要求
1、一種連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器，具有結(jié)晶器、永磁體和外筒，其特征在于在永磁體上設(shè)有葉輪，永磁體通過(guò)軸承與外筒結(jié)合；外筒的上部設(shè)有動(dòng)力水入口，下部設(shè)有動(dòng)力水出口；所述的永磁體由動(dòng)力水驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁力源，對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器，其特征在 于永磁體通過(guò)上下兩個(gè)軸承安裝在封閉的圓形外簡(jiǎn)內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器，其特 征在于永磁體為由至少2組分別為N-S極的永磁塊與磁軛連接組成， 在永磁體內(nèi)簡(jiǎn)中部，形成一個(gè)相對(duì)封閉的磁場(chǎng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器，其特征在 于永磁體為由2組或4組或6組或8組分別為N-S極的永磁塊與磁 軛連接組成，在永磁體內(nèi)簡(jiǎn)中部，形成一個(gè)相對(duì)封閉的磁場(chǎng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器，其特征在 于攪拌器分為外置式和內(nèi)置式兩種形式，當(dāng)攪拌器安裝在結(jié)晶器段 時(shí)為內(nèi)置式，安裝在二冷區(qū)或末端時(shí)為外置式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連鑄機(jī)用水動(dòng)式永磁攪拌器。具有結(jié)晶器、永磁體和外筒，主要特征是在永磁體上設(shè)有葉輪，永磁體通過(guò)軸承與外筒結(jié)合，永磁體由具有一定壓力和一定流量的水驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁力源，對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌。本發(fā)明改變了通常采用的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)永磁體運(yùn)動(dòng)的模式，而采用動(dòng)力水沖動(dòng)葉輪帶動(dòng)永磁體運(yùn)動(dòng)，不但簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，而且能確保設(shè)備長(zhǎng)期安全穩(wěn)定使用。
文檔編號(hào)B22D11/115GK101508012SQ20091004278
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者張森林 申請(qǐng)人:張森林