專利名稱：鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金板坯連鑄工藝設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的電磁攪拌器，特別指一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前，有各種各樣的板坯S-EMS結(jié)構(gòu)形式，主要有箱式電磁攪拌裝置、磁極插入式電磁攪拌裝置和輥式電磁攪拌裝置。輥式電磁攪拌裝置具有特殊的結(jié)構(gòu)，它利用裝在空心輥(功能類似于板坯連鑄機(jī)支撐導(dǎo)向輥)內(nèi)、采用特殊設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)非常緊湊的電磁感應(yīng)線圈(行波磁場感應(yīng)器)對金屬坯殼內(nèi)的液芯進(jìn)行電磁攪拌。近年來，輥式電磁攪拌裝置，因其便于安裝方便，越來越多地在板坯S-EMS中被采用。但現(xiàn)有的輥式電磁攪拌裝置，存在如下缺陷和不足1、在線圈繞組外層套裝磁屏蔽環(huán)，因線圈外的磁屏蔽層厚度，在相同的空間 (與無屏蔽層比較)這勢必要大大減小了線圈繞組和鐵芯的截面積，即大大地減少了輥式電磁攪拌裝置的安匝數(shù)和導(dǎo)磁面積，也就減少了電磁攪拌力；2、無屏蔽層的輥式電磁攪拌裝置，磁場沿鐵芯徑向均勻發(fā)散分布，漏磁大，工作磁場小，有用功所占的比例小，同樣耗能低效。3、線圈全繞式圓柱形鐵芯，其線圈相當(dāng)于磁屏蔽層，在提高繞組空間利用率的同時，屏蔽了一部分有效工作磁場，使其封閉在鐵芯內(nèi)部而損耗，有功磁場效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問題加以改進(jìn)和創(chuàng)新，提供一種既增加了輥式電磁攪拌線圈繞制空間，又增加了工作區(qū)域的磁通密度，同時減少了輥式電磁攪拌裝置非工作區(qū)域漏磁的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)造一種包括鐵芯和線圈繞組的電磁攪拌感應(yīng)器，其中
鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組，組合鐵芯及線圈繞組有間隙的設(shè)置在空心輥內(nèi)，并通過兩端設(shè)置的鐵芯軸端固定，組合鐵芯及線圈繞組與空心輥相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；
所述的組合鐵芯包括由主鐵芯和次鐵芯組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯外側(cè)及線圈繞組內(nèi)側(cè)的U形屏蔽環(huán)，和設(shè)置在鐵芯及線圈繞組兩端的0形屏蔽環(huán)，其中主鐵芯上繞制的各組線圈繞組之間設(shè)置有磁極。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明組合鐵芯改善了磁場的分布，使絕大部分磁場通過主鐵芯流向工作表面，極大地提高了輥式電磁攪拌裝置的有功效率；通過非工作表面的屏蔽環(huán)作用，大大降低了非工作表面方向的磁泄露，大大減少了磁泄露對周邊設(shè)備的影響。另外，位于線圈繞組兩端并裝于輥端軸內(nèi)端的屏蔽0形環(huán)，消耗了本發(fā)明兩端部的磁泄露，更好地保護(hù)了兩端的軸承。本發(fā)明因而解決了以往電磁攪拌裝置非工作區(qū)域磁泄露大的問題，提高了輥式電磁攪拌裝置的功效。本發(fā)明去掉了現(xiàn)有技術(shù)中的線圈外磁屏蔽環(huán)，因而在同樣的空間中，大大增加了鐵芯的導(dǎo)磁面積，增加了磁場強(qiáng)度，增加了電磁攪拌力。解決了以往輥式電磁攪拌裝置電磁攪拌力不足和低效的問題。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)存技術(shù)中有功磁場效率低、電磁攪拌力小、 非工作區(qū)域磁泄露大的問題，是一種板坯連鑄高效輥式電磁攪拌裝置的行波磁場感應(yīng)器。


圖1是本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖IA-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖IB-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式由圖1至3可知，本發(fā)明包括鐵芯和線圈繞組，其中
鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組4，組合鐵芯及線圈繞組4有間隙的設(shè)置在空心輥1內(nèi)，并通過兩端設(shè)置的鐵芯軸端8固定，組合鐵芯及線圈繞組4與空心輥1相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；
所述的組合鐵芯包括由主鐵芯2和次鐵芯5組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯5外側(cè)及線圈繞組4內(nèi)側(cè)的U形屏蔽環(huán)3，和設(shè)置在鐵芯及線圈繞組4兩端的0形屏蔽環(huán)7，其中主鐵芯 2上繞制的各組線圈繞組4之間設(shè)置有磁極6。本發(fā)明所述的主鐵芯2和次鐵芯5上U形屏蔽環(huán)3非環(huán)包面放磁為電磁攪拌感應(yīng)器工作面，U形屏蔽環(huán)3環(huán)包面阻磁為電磁攪拌感應(yīng)器非工作面。所述的主鐵芯2和次鐵芯5相嵌設(shè)置，主鐵芯2由高導(dǎo)磁材料構(gòu)成，次鐵芯5由高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成，且主鐵芯2 與次鐵芯5之間設(shè)有冷卻水槽9，冷卻水槽9為通槽通冷卻水。所述的U形屏蔽環(huán)3沿鐵芯軸向設(shè)置，且處于線圈繞組4環(huán)包的空間內(nèi)側(cè)，即套裝在鐵芯和線圈繞組4之間，且U形屏蔽環(huán)3環(huán)包鐵芯軸的角度120° -300°。所述的次鐵芯5與U形屏蔽環(huán)3之間設(shè)置有槽 10，槽10為通槽可通冷卻水或者過線。所述的0形屏蔽環(huán)7設(shè)置在鐵芯軸端8與主鐵芯2 及次鐵芯5端部之間，且處于線圈繞組4端部外側(cè)，用于阻止組合鐵芯兩端磁泄露。所述的 U形屏蔽環(huán)3和0形屏蔽環(huán)7均采用非磁性且有優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電特性的材料制成。本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理
本發(fā)明的行波磁場感應(yīng)器即組合鐵芯+線圈繞組4是一個線性感應(yīng)發(fā)動機(jī)， 電磁攪拌磁場感應(yīng)器產(chǎn)生磁場B，磁場運(yùn)動速度是ν (B取決于線圈電流，ν取決于頻率)。磁場在液體金屬里面產(chǎn)生渦流。B和I產(chǎn)生了體積力F (F Λ B，I) F= W體積力產(chǎn)生了金屬液流動，即對金屬液實(shí)現(xiàn)攪拌。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理
本發(fā)明由組合鐵芯、線圈繞組4組成，組合鐵芯由主鐵芯2、次鐵芯5、U形屏蔽環(huán)3、0 形屏蔽環(huán)7及磁極6組成，通過鐵芯軸端8兩端固定，位于空心輥1內(nèi)，工作時與空心輥1 相對作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。U形屏蔽環(huán)3環(huán)包在次鐵芯5柱面外側(cè)上，且處于線圈繞組4內(nèi)側(cè)；0形屏蔽環(huán)7處于鐵芯端部和線圈端部外側(cè)位置；線圈繞組4分段間隙地繞制在組合鐵芯外表。 U形屏蔽環(huán)3沿鐵芯軸向布置，且處于線圈繞組4所環(huán)包的空間內(nèi)側(cè)，即套裝在鐵芯和線圈繞組4之間，且U形屏蔽環(huán)3環(huán)包鐵芯軸的角度120° -300°。0形屏蔽環(huán)7緊貼主鐵芯2 和次鐵芯5端部且處于線圈繞組4端部外側(cè)。線圈繞組4與空心輥1間存在間隙，線圈繞組4外層無磁屏蔽環(huán)。U形屏蔽環(huán)3和0形屏蔽環(huán)7均采用非磁性且有優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電特性的材料組成。主鐵芯2和次鐵芯5具有不同的導(dǎo)磁特性，主鐵芯2由高導(dǎo)磁材料構(gòu)成和次鐵芯 5由高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成，主鐵芯2與次鐵芯5之間有冷卻水槽9，冷卻水槽9為通槽。次鐵芯5與U形屏蔽環(huán)3之間有槽10，槽10為通槽；且具通水冷卻和過線的功能。本發(fā)明試制的結(jié)果，相對于線圈外屏蔽產(chǎn)品漏磁場降低10%，中心磁場增加5%，從而有效地降低了漏磁場同時增加了攪拌力。本發(fā)明所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對本發(fā)明構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，包括鐵芯和線圈繞組，其特征在于鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組(4)，組合鐵芯及線圈繞組(4) 有間隙的設(shè)置在空心輥(1)內(nèi)，并通過兩端設(shè)置的鐵芯軸端(8)固定，組合鐵芯及線圈繞組 (4)與空心輥(1)相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；所述的組合鐵芯包括由主鐵芯(2)和次鐵芯(5)組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯(5)外側(cè)及線圈繞組(4)內(nèi)側(cè)的U形屏蔽環(huán)(3)，和設(shè)置在鐵芯及線圈繞組(4)兩端的0形屏蔽環(huán)(7)， 其中主鐵芯(2)上繞制的各組線圈繞組(4)之間設(shè)置有磁極(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，其特征在于所述的主鐵芯 (2)和次鐵芯(5)上U形屏蔽環(huán)(3)非環(huán)包面放磁為電磁攪拌感應(yīng)器工作面，U形屏蔽環(huán)(3) 環(huán)包面阻磁為電磁攪拌感應(yīng)器非工作面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，其特征在于所述的主鐵芯 (2)和次鐵芯(5)相嵌設(shè)置，主鐵芯(2)由高導(dǎo)磁材料構(gòu)成，次鐵芯(5)由高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成，且主鐵芯(2)與次鐵芯(5)之間設(shè)有冷卻水槽(9)，冷卻水槽(9)為通槽可通冷卻水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，其特征在于所述的U形屏蔽環(huán)(3)沿鐵芯軸向設(shè)置，且處于線圈繞組(4)環(huán)包的空間內(nèi)側(cè)，即套裝在鐵芯和線圈繞組(4)之間，且U形屏蔽環(huán)(3)環(huán)包鐵芯軸的角度120°-300°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，其特征在于所述的次鐵芯(5)與U形屏蔽環(huán)(3)之間設(shè)置有槽(10)，槽(10)為通槽可通冷卻水或者過線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，其特征在于所述的0形屏蔽環(huán)(7)設(shè)置在鐵芯軸端(8)與主鐵芯(2)及次鐵芯(5)端部之間，且處于線圈繞組(4)端部外側(cè)，用于阻止組合鐵芯兩端磁泄露。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，其特征在于所述的U形屏蔽環(huán)(3)和0形屏蔽環(huán)(7)均采用非磁性且有優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電特性的材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應(yīng)器，包括鐵芯和線圈繞組，其中鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組，組合鐵芯及線圈繞組有間隙的設(shè)置在空心輥內(nèi)，并通過兩端設(shè)置的鐵芯軸端固定，組合鐵芯及線圈繞組與空心輥相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；所述的組合鐵芯包括由主鐵芯和次鐵芯組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯外側(cè)及線圈繞組內(nèi)側(cè)的U形屏蔽環(huán)，和設(shè)置在鐵芯及線圈繞組兩端的O形屏蔽環(huán)，其中主鐵芯上繞制的各組線圈繞組之間設(shè)置有磁極。本發(fā)明提高了輥式電磁攪拌裝置的功效，增加了鐵芯的導(dǎo)磁面積，增加了磁場強(qiáng)度，增加了電磁攪拌力；解決了拌力不足和低效的問題，解決了效率低、電磁攪拌力小、非工作區(qū)域磁泄露大的問題。
文檔編號B22D11/115GK102389956SQ20111036272
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者喬志洪, 侯亞雄, 彭立新, 趙訓(xùn)迪, 鄭勇 申請人:湖南科美達(dá)電氣股份有限公司