[0025]所述傳感器14可自帶或不帶電纜。
[0026]所述的結(jié)晶器電磁液面檢測系統(tǒng)是穩(wěn)定彎月面的先決條件，也是彎月面電磁攪拌的必要條件。液面偏高在彎月面電磁攪拌器運(yùn)行時易引發(fā)彎月面變形和自由面波動;液面偏低影響彎月面電磁攪拌器的使用效果。通過液面檢測和調(diào)控，防止鋼水液面波動而引起卷渣。
[0027]所述彎月面電磁攪拌器15包括兩種結(jié)構(gòu)形式，即環(huán)形式彎月面電磁攪拌器和凸極式彎月面電磁攪拌器，其差別在于鐵芯7結(jié)構(gòu)和線圈4的安裝形式不同，而形成的磁場形態(tài)是一樣的。
[0028]所述環(huán)形式彎月面電磁攪拌器的鐵芯7應(yīng)與攪拌鑄坯或結(jié)晶器結(jié)構(gòu)形式相匹配，由多個不設(shè)齒槽的方形、多邊形、圓形的電工硅鋼片疊成；線圈4采用克萊姆繞組形式繞在鐵芯上;此結(jié)構(gòu)的彎月面電磁攪拌器15—般需要在其外圍加裝磁屏蔽罩6，以屏蔽線圈(4)外側(cè)激發(fā)的磁場。
[0029]所述凸極形彎月面電磁攪拌器的鐵芯7按照攪拌鑄坯或結(jié)晶器結(jié)構(gòu)形式的不同，有方形、多邊形或圓形等。它由多個帶凸極的電工硅鋼片疊成；線圈4采用克萊姆繞組形式或集中式繞組形式繞在鐵芯上。對于采用克萊姆繞組形式的凸極形彎月面電磁攪拌器15—般需要在其外圍加磁屏蔽罩6，而采用集中式繞組形式的凸極形彎月面電磁攪拌器15—般不需要加磁屏蔽罩6。
[0030]所述磁屏蔽罩6，是一個由高導(dǎo)電率(電導(dǎo)率o>58000000S/m)紫銅板制成的凹字形開口罩，置于所述線圈4與鐵芯之間或線圈4外側(cè)，其開口側(cè)面向所述的結(jié)晶器銅板I，參看圖2。
[0031]所述線圈4，由扁銅線或空芯銅管線繞制而成。
[0032]所述封閉殼體為空腔結(jié)構(gòu)，內(nèi)通有循環(huán)冷卻水，用于對空腔內(nèi)的鐵芯和線圈進(jìn)行實(shí)時冷卻；
[0033]所述具有磁屏蔽和多模式的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)，還包括與封閉殼體相連的冷卻水系統(tǒng)，為彎月面電磁攪拌器提供循環(huán)冷卻水。
[0034]—種具有磁屏蔽和多模式的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌方法，采用上的具有磁屏蔽和多模式的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)；
[0035]通過改變線圈4內(nèi)電流的相序及相位角，實(shí)現(xiàn)兩類電磁攪拌模式:彎月面電磁攪拌模式和常規(guī)的結(jié)晶器電磁攪拌模式；
[0036]所述的彎月面電磁攪拌模式，包括讓鋼水I形成單一環(huán)流區(qū)和單二環(huán)流區(qū)的兩種子模式；
[0037]彎月面電磁攪拌模式中，讓鋼水形成單一環(huán)流區(qū)的子模式對應(yīng)的線圈4布置及供電方式為:線圈4包括對稱繞制在鐵芯7上的4組線圈，共需要4n(n 2 I)組線圈，η為每一組線圈包括的相鄰線圈個數(shù)；以η = 3為例，即每一組包括相鄰的三個線圈，12個線圈根據(jù)在鐵芯7上的排布位置，按順時針方向依次分別命名為線圈a、b、c、d、e、f ^、11、;[、8、1^、1;線圈3、13、0與線圈g、h、i均分別通以三相電源U、V、W;線圈d、e、f與線圈j、k、l均分別通以三相電源-U、-V.-W；
[0038]彎月面電磁攪拌模式中，讓鋼水形成單二環(huán)流區(qū)的子模式對應(yīng)的線圈4布置及供電方式為:線圈4包括對稱繞制在鐵芯7上的6組線圈，共需要6n(n 2 I)組線圈，η為每一組線圈包括的相鄰線圈個數(shù)；以η = 3為例，即每一組包括相鄰的三個線圈，18個線圈根據(jù)在鐵芯7上的排布位置，按順時針方向依次分別命名為線圈a、b、c、d、e、f、g、h、1、g、k、l、m、n、o、p、q、s;線圈d、e、f、線圈l、k、j與線圈p、q、s均分別通以三相電源U、V、W;線圈a、b、c、線圈1、h、g和線圈o、n、m均分別通以三相電源-U、-V、-W;
[0039]所述的常規(guī)的結(jié)晶器電磁攪拌模式中，線圈4布置及供電方式為:線圈4包括對稱繞制在鐵芯7上的4組線圈，共需要4n(n 2 I)組線圈，η為每一組線圈包括的相鄰線圈個數(shù)；以n = 3為例，即每一組包括相鄰的三個線圈，12個線圈根據(jù)在鐵芯7上的排布位置，按順時針方向依次分別命名為線圈a、b、c、d、e、f、g、h、1、g、k、l;線圈a、b、c與線圈d、e、f均分別通以三相電源U、V、W;線圈g、h、i與線圈j、k、l均分別通以三相電源-u、-v、-w。
[0040]通過結(jié)晶器電磁液面檢測系統(tǒng)實(shí)時檢測和顯示鋼水液面13的實(shí)際位置;變頻電源控制系統(tǒng)16根據(jù)檢測結(jié)果對鋼水液面13進(jìn)行調(diào)控，防止鋼水液面波動而引起卷渣。
[0041]根據(jù)不同鋼種冶金效果需要，通過調(diào)整變頻電源控制系統(tǒng)(16)或者線圈接線方式選擇所需要的攪拌模式;對內(nèi)部質(zhì)量要求較高的鋼種，選擇結(jié)晶器攪拌模式進(jìn)行攪拌;對表面和皮下質(zhì)量要求較高的鋼種，選擇彎月面電磁攪拌模式進(jìn)行攪拌。
[0042]有益效果:
[0043]本發(fā)明通過改變彎月面電磁攪拌器15的磁路設(shè)計(jì)、所提到的結(jié)晶器電磁液面檢測系統(tǒng)及變頻電源控制系統(tǒng)16試制了一套適用于方圓坯連鑄的帶磁屏蔽和多模式的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)及方法。與目前的結(jié)晶器電磁攪拌相比，該系統(tǒng)既保留了原有結(jié)晶器電磁攪拌功能，同時又實(shí)現(xiàn)了彎月面電磁攪拌功能，攪拌功能大大增強(qiáng)?？梢愿鶕?jù)不同鑄坯斷面尺寸靈活選擇不同的攪拌模式，取得了比單一結(jié)晶器電磁攪拌模式更優(yōu)的冶金效果，為多斷面鋼種，尤其是大方坯和長寬比較大鑄坯的連鑄提供了新的電磁攪拌方式。方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)成為方圓坯連鑄電磁攪拌的發(fā)展方向。
[0044]所述的彎月面電磁攪拌模式，是電磁攪拌技術(shù)的一次變革，在以往的電磁攪拌器設(shè)計(jì)中，都是將磁場設(shè)計(jì)為磁力線穿透整個鑄坯的結(jié)構(gòu)，而彎月面電磁攪拌是采用短磁路的結(jié)構(gòu)，磁力線沿鑄坯表面附近運(yùn)行，對鑄坯表面起作用，進(jìn)而帶動鋼水旋轉(zhuǎn)。這樣的磁場特性，特別適用于大方坯和長寬比較大鑄坯，攪拌均勻，不存在攪拌死區(qū)，也避免了傳統(tǒng)結(jié)晶器電磁攪拌容易引起彎月面變形和自由面波動的問題，也不存在大方圓坯磁力線穿不透鑄坯而引起的電磁推力不夠的問題。在線試驗(yàn)表明，彎月面電磁攪拌模式可以大幅度減少鑄坯表面和皮下非金屬夾雜物、減少鑄坯表面針孔數(shù)量以及鑄坯表面縱向裂紋;對擴(kuò)大等軸晶率，改善內(nèi)部凝固組織，減輕偏析、疏松也有一定成效。所以彎月面電磁攪拌模式對改善鑄坯質(zhì)量非常有益，特別是適合于對表面質(zhì)量較高的特殊鋼種。
[0045]本發(fā)明還包括結(jié)晶器電磁液面檢測系統(tǒng)。因?yàn)橐好嫫咴趶澰旅骐姶艛嚢杵鬟\(yùn)行時易引發(fā)彎月面變形和自由面波動;液面偏低影響彎月面電磁攪拌器的使用效果。本發(fā)明通過液面檢測和調(diào)控，防止鋼水液面波動而引起卷渣;通過自主研發(fā)的結(jié)晶器電磁液面檢測系統(tǒng)，穩(wěn)定彎月面，保證了彎月面電磁攪拌器的使用效果。
【附圖說明】
[0046]圖1是本發(fā)明的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)總圖
[0047]圖2是本發(fā)明的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)的環(huán)形式鐵芯結(jié)構(gòu)以及安裝示意圖
[0048]圖3是圖2的俯視圖
[0049]圖4是本發(fā)明的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)的凸極鐵芯克萊姆繞組的結(jié)構(gòu)形式
[0050]圖5是本發(fā)明的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)的凸極鐵芯克集中繞組的結(jié)構(gòu)形式[0051 ] 圖6是圖5的B-B視圖
[0052]圖7是彎月面電磁攪拌模式下形成單一環(huán)流區(qū)的磁場運(yùn)行原理圖
[0053]圖8是圖7中與磁場運(yùn)行對應(yīng)的鋼水環(huán)流區(qū)與三相繞組簡圖
[0054]圖9是彎月面電磁攪拌模式下與形成2個小的鋼水環(huán)流區(qū)相對應(yīng)的磁場運(yùn)行原理圖
[0055]圖10是圖9中磁場運(yùn)行對應(yīng)的鋼水環(huán)流區(qū)與三相繞組簡圖
[0056]圖11是結(jié)晶器電磁攪拌模式下的磁場運(yùn)行原理圖
[0057]圖12是圖11中磁場運(yùn)行對應(yīng)的鋼水環(huán)流區(qū)與三相繞組簡圖
[0058]附圖標(biāo)記說明:
[0059]1、結(jié)晶器銅板，2、鋼水，3、浸入式水口，4、線圈，5、外殼體，6、磁屏蔽罩，7、鐵芯，8、內(nèi)殼體，9、鋼水流動方向，1、磁場運(yùn)動方向，11、多對磁極，12、磁力線，13、鋼水液面，14、傳感器，15、彎月面電磁攪拌器，16、變頻電源控制系統(tǒng)，17、結(jié)晶器、18、前端放大器和數(shù)據(jù)處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0060]下面結(jié)合實(shí)施例的附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0061]圖1所示是本發(fā)明具有磁屏蔽和多模式的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)總圖；圖2是本發(fā)明的環(huán)形式鐵芯結(jié)構(gòu)以及安裝示意圖；圖3是圖2的俯視圖；
[0062]如圖所示，本發(fā)明提供了一種具有磁屏蔽和多模式的方圓坯連鑄彎月面電磁攪拌系統(tǒng)，包括彎月面電磁攪拌器15、變頻電源控制系統(tǒng)16和結(jié)晶器電磁液面檢測系統(tǒng)；
[0063]彎月面電磁攪拌器安裝在結(jié)晶器17的彎月面附近；
[0064]所述結(jié)晶器17的結(jié)構(gòu)形式通常采用管式或者組合式，其采用高熱導(dǎo)率(λ>397￥/(m.°C))、低電導(dǎo)率(o<49000000S/m)的銅材制成。無論哪種結(jié)構(gòu)形式都能方便彎月面電磁攪拌器安裝在彎月面附近，滿足結(jié)晶器內(nèi)鋼水離攪拌器15內(nèi)殼體8的距離L盡量小；
[0065]所述彎月面電磁攪拌器15包括鐵芯7、多組線圈4、外殼體5和內(nèi)殼體8;多組線圈4均勻繞制在鐵芯7上，鐵芯7和多組線圈4設(shè)置在由外殼體和內(nèi)殼體8組成的封閉殼體內(nèi)；封閉殼體的形狀與鐵芯7匹配，其示意圖見圖2;
[0066]所述的