[其他]組合式多功能液態金屬電磁攪拌器

無效

• 申請號: 86104510
• 申請日: 1986-07-04
• 公開（公告）號: CN86104510A
• 公開（公告）日: 1988-01-13
• 發明（設計）人: 毛斌;王世郁
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B22D11/12
• 分類號: B22D11/12;B22D27/02
• 代理公司: 中國科學院專利事務所
• 代理人: 朱進桂

本發明是一種用于冶金工業和鑄造行業的組合式多功能的液態金屬電磁攪拌器。

目前在冶金工業和鑄造行業用于液態金屬攪拌的電磁攪拌器通常有三種形式：一種是基于普通異步電機原理的旋轉磁場攪拌器;一種是基于直線電機原理的行波磁場攪拌器;還有一種是產生螺旋磁場的電磁攪拌器。目前旋轉磁場和行波磁場電磁攪拌器在結構和工藝上都比較成熟，并已在金屬熔煉和鋼水連鑄上得到應用。螺旋磁場電磁攪拌器目前還在發展中，在歐洲專利0005676和0014636中公布了二種螺旋磁場電磁攪拌器，其結構基本特征是，由圓環形鐵芯和條形鐵芯組合成磁路，嵌上彼此獨立的兩套繞組，其中一套激發旋轉磁場，另一套激發行波磁場，兩者在圓形內腔中迭加成螺旋磁場，兩套繞組分別由兩個電源饋給。上述螺旋磁場電磁攪拌器的不足之處在于，它們都組裝成一個整體，難于適應連鑄中鑄坯斷面變化的要求;另外，結構較復雜，維護也不方便，特別是繞組的更換，而且需要二套電源，因而使用上受到一定限制。

本發明的目的在于提供一種通用性強，適用范圍廣，便于維修、裝配、并適合于系列化生產的電磁攪拌器。

本發明所涉及的電磁攪拌器是由多塊平面感應器采用不同的連接方法所組成的，平面感應器采用由T形鐵芯和O形繞組組成的獨立的磁極元件組成，可以根據實際需要的不同選定磁極元件的個數，及各個磁極元件之間的連接方式，經過連接方式的變換，可分別激勵旋轉、行波、螺旋三種形式的磁場。并可根據鑄坯形狀的不同，安裝成多種形狀，如U形、四邊形、三角形、多邊形。下面結合附圖1、2、3、就本發明內容加以詳細介紹。

圖1是電磁攪拌器的縱剖圖。

圖2是圖1所示電磁攪拌器的橫剖圖。

圖3是平面感應器的鐵芯和磁極元件鐵芯示意圖。

附圖1中平面感應器〔15〕由磁極元件〔22〕、壓鐵板〔19〕、端板〔21〕、底板〔9〕組成。磁極元件〔22〕由一個T形鐵芯〔25〕和一個O形繞組〔17〕組成。組成該攪拌器的平面感應器〔15〕數量及每塊平面感應器上磁極元件〔22〕的個數，根據電源條件應保證能激發所需形態的磁場。例如采用三相電源通常使用三塊平面感應器，每塊平面感應器配置三個磁極元件;對兩相電源通常使用四塊平面感應器，每塊感應器上配置四個磁極元件。感應器〔15〕的幾個磁極元件〔22〕的T形鐵芯〔25〕通過鑲拼槽連接成一體，（見附圖3），或將幾個T形鐵芯制成一個整體，在其兩側粘接普通碳鋼的壓鐵板〔19〕，兩端用不導磁的不銹鋼端板〔21〕通過鑲拼槽與T形鐵芯〔25〕連接，并與壓鐵板〔19〕焊接，使由T形鐵芯組成的平面感應器鐵芯成為一個整體。使用不導磁不銹鋼端板，一是為了減小端部磁短路，增強端部上方的氣隙磁場;二是夾緊鑲拼成的T形鐵芯以及固定兩端繞組;三是便于安裝;采用壓鐵板與端板焊接工藝，省掉了螺桿等緊固件，不僅使組裝工藝簡化，而且可以減少使用螺栓造成的渦流損失。平面感應器〔15〕裝有不導磁不銹鋼外殼〔10〕，底板〔9〕上裝有連接固定用的框架〔30〕，〔31〕是固定用槽楔。

用于激勵三種形態磁場的攪拌器電路連接方式是：

a、激發旋轉磁場的繞組連接法：將同一感應器〔15〕上的所有繞組〔17〕的接線端頭尾分別并接或頭尾順序串接組成一相繞組，相鄰相繞組采用不同相供電，如采用三相交流電源時，相鄰感應器電源相位差為120度，如采用兩相交流電源時相鄰感應器電源相位差為90度，構成旋轉磁場。

b、激發行波磁場的繞組連接法：將各平面感應器〔15〕上處于同一位置上的所有繞組〔17〕頭尾分別并接或頭尾順序串接，組成一相繞組，相鄰相繞組間采用不同相供電。如采用三相電源時，每相繞組間相位差為120度;如采用兩相電源時，每一繞組間相位差為90度。

c、激發螺旋磁場的繞組連接法：將各平面感應器〔15〕上的繞組〔17〕，沿螺旋線方向頭尾并接或頭尾順序串接組成一相繞組，相鄰繞組采用不同相供電。如采用三相電時，每相繞組間相位差為120度;采用兩相電時，每相繞組間相位差為90度。

本發明與現有技術相比優點在于：電磁攪拌器由分立的磁極元件鑲拼成的平面感應器組成，各平面感應器彼此獨立，因此可根據鑄坯的大小、形狀及對坯料攪拌程度的要求進行組裝，達到功耗低、效率高、且使用維修方便。平面感應器本身結構制造工藝簡單，適用范圍廣，易于系列化生產。同一攪拌器在不變換任何參數的情況下，可分別激發三種形式的磁場。并能根據使用現場電源供給方式的不同進行連接。

現參考圖1，圖2介紹本發明的一個實施例：以斷面120～150mm²的方坯〔1〕為例，攪拌器結構按最小斷面，而功率按最大斷面設計。采用三相電源，由三個平面感應器〔15〕置于鑄坯的三個側面，組成U形，每個感應器各有一個冷卻水套。每個平面感應器〔15〕由三個磁極元件〔22〕組成，每個磁極元件〔22〕的T形鐵芯〔25〕由矽鋼片迭成，其尺寸為：齒寬40mm，兩側槽寬各45mm，槽深100mm，磁軛高50mm。為使平面感應器〔15〕盡量靠近鑄坯〔1〕表面，考慮到攪拌器安裝位置處的坯殼厚度及冷卻水套等要求，鑄坯〔1〕和平面感應器〔15〕間距離為40mm。三個磁極元件〔22〕通過自身鑲拼槽拼接，兩側各有一塊10mm厚壓鐵板〔19〕用環氧樹脂與鐵芯〔25〕粘接，兩端各有厚為10mm的不導磁不銹鋼端板〔21〕，組裝成的整體外形尺寸為410×80×150mm，在其上嵌以三個O形繞組〔17〕，每個繞組接電源的一相。每個繞組的串聯匝數為66匝，由此構成行波磁場的一對極。繞組由尼龍護套耐水繞組線繞制，最大外徑為φ8mm，其銅面積為19mm²，冷卻水套由不銹鋼焊接而成，分內外兩層水通道，外層冷卻來自鑄坯的輻射熱及外壁不銹鋼板中的焦耳熱;內層冷卻繞組焦耳熱及內壁不銹鋼板中的焦耳熱。