Устройство для электромагнитного перемешивания металла в зоне вторичного охлаждения

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывному литью металлов, и может использоваться при электромагнитном перемешивании металлов во вторичной зоне охлаждения. Цель изобретения - упрощение конструкции и повьшение технологических возможностей устройства позволяет использовать его при литье слитков разных профилей. Устройство выполнено в виде шихтованного магнитопровода 1, состоящего из отдельных элементов 2, число которых кратно числу фаз цепи, и имеет полюса 3 с катушками 5,6 и 8, расположенными на полюсах. Катушки включены в цепь последовательно в продольном и поперечном направлении зоны вторичного охлаждения. Число витков крайних катушек составляет 1/2-1/4 числа витков центральных. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л N9 а со QD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дц у В 22 D 11/124

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3866707/22-02 (22) 11.03.85 (46) 23. 11 .86. Бюл. Ф 43 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова (72) А.Д. Алексеев и А.Ф. Миляев (53) 62 1.746.7(088.8)(56) Электромагнитное воздействие на расплавленные металлы. /Под ред.

Кропачева. Сб. N 156, М., 1967, с.76. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МЕТАЛЛА В ЗОНЕ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЗНДЕНИЯ(57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывному литью металлов, и может использоваться при электромагнитном переме„„SU,, 1271639 А 1 шивании металлов во вторичной зоне охлаждения. Цель изобретения — упрощение конструкции и повьппение технологических возможностей устройства позволяет использовать его при литье слитков разных профилей. Устройство выполнено в виде шихтованного магнитопровода 1, состоящего из отдельных элементов 2, число которых кратно числу фаз цепи, и имеет полюса 3 с катушками 5,6 и 8, расположенными на полюсах. Катушки включены в цепь последовательно в продольном и поперечном направлении зоны вторичного охлаждения. Число витков крайних ка" тушек составляет 1/2-1/4 числа витков центральных. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1271639 2

Изобретение относится к металлургии, точнее к непрерывному литью ме-. таллов.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение технологических возможностей устройства.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,, 2 разрез А-А на фиг. 1.

Устройство выполнено в виде шихтованного магнитопровода 1, состоящего из отдельных элементов 2„ расположенных вдоль оси слитка и имеющих полюса 3. Элементы 2 состоят из отдельных Ш-образных пластин 4. Ширина крайних полюсов 3 элементов 2 равна половине ширины центрального полюса

3, На полюсах имеются катушки 5-8 трехфазной цепи. Число витков катушки 5 составЛяет 1/2-1/4 числа витков центральной катушки. Катушка 5 находится с катушкой 7 на одном полюсе 3, Слиток 9 имеет лунку жидкого металла 10, Устройство работает следующим образом.

Катушки 5 — 8 включены в трехфазную цепь. Катушки 5 и 6 соединены последовательно и образуют магнитный поток, который замыкается через жидкий металл 10 на полюсах 3 этих катушек. Катушки 7 и 8 соединены последовательно и подключены к очередной фазе цепи. Магнитный поток наводит в жидком металле 10 вихревые токи в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При взаимодействии магнитного потока и вихревых токов в жидком металле 10 возникает объемная электромагнитная сила.

Благодаря включению катушек, расположенных на полюсах 3 магнитопроводов 1, последовательно к фазам цепи в жидком металле 10 распространяется бегущая электромагнитная волна по оси слитка 9 и в плоскостях, перпендикулярных ей. В этих же направлениях действует и электромагнитная сила.

Объемная электромагнитная сила, направленная по оси слитка 9, образуется за счет взаимодействия продольного магнитного потока, проходящего в каждом магнитопроводе 1, и вихревых токов, наведенных в жидком металле 10. Электромагнитная сила, направленная тангенциально, возникает в каждом объеме жидкого металла

1О !

10 с высотой столба, равной расстоянию между серединами двух полюсов, на которых намотаны катушки 5 и 6 одной фазы. Магнитный поток, наведенный этими катушками, замыкается в плоскости, параллельной оси слитка 9. В плоскости, перпендикулярной оси, распространяется фаза цепи двух полюсов 3, находящихся на одном уровне отдельных магнитопроводов 1.

Взаимодействие магнитного потока и вихревого тока, текущего в плоскости, перпендикулярной оси слитка 9, вызывает градиент электромагнитного давления, приводящий жидкий металл во вращательное движение,. Такое сложное движение приводит к турбулизации потока жидкого металла 10. его активное движение ведет к разрушению образующихся дендритов, снятию перегрева жидкого металла и обеспечивает быструю кристаллизацию с получением максимальной равноосной зоны. Выраженное турбулентное движение потока металла исключает образование ликвационной неоднородности и белой полосчатости,слитка. Эти дефекты возникают при ламинарном движении металла или электромагнитном перемешивании в небольшом объеме жидкого металла слитка.

Дополнительная турбулизация потока металла получается при использовании очередной фазы у каждых двух катушек 5 и 7, расположенных на двух полюсах 3 магнитопровода 1 с числом витков одной катушки, составляющим

1/2 — 1/4 числа витков второй катушки этой фазы. Тангенциально действующая электромагнитная сила (в плоскостях, перпендикулярных оси слитка 9, двух полюсов 3 с катушками одной фазы) неравномерна по высоте этих полюсов. Она максимальна на полюсе с большим числом витков. Имеет минимум между этими полюсами и среднее значение на полюсе с меньшим числом витков по сравнению с числом витков второй катушки. Такое расположение катушек 5 и 6 с различным числом витков на полюсах 3 ведет к местному изменению градиента электромагнитного давления в жидком металле по высоте двух полюсов и движению слоев металла с различной скоростью.

Произвольное расположение катушек

5 и 6 приводит к градиенту электромагнитного давления в объеме металла

1271639 при переходе к очередной фазе цепи каждого магнитопровода 1, возникают местные возмущения в объеме жидкого металла-при движении его вдоль оси слитка. При увеличении размеров слит- S ка 9 для эффективного перемешивания объема жидкого металла 10 необходимо повышать мощность устройства. Это достигается увеличением фазного тока при незначительном изменении размеров слитка или применением магнитопроводов 1 с числом, кратным числу фаз цепи. Количество магнитопроводов выбирается из расчета, чтобы расстояние между соседними не было. 15 больше длины паза, образованного двумя полюсами 3 магнитопровода.

Длина магнитопровода 1 зависит от протяженности жидкой лунки слитка

9 и выбирается примерно равной поло- 20 вине длины этой лунки, так как образующиеся вторичные потоки жидкого металла эффективно воздействуют на кристаллизующийся металл в слитке, вышедший из зоны электромагнитного перемешивания.

С целью вовлечения в активное движение центральных слоев металла устройство может включаться реверсивно. Если количество магнитопроводов 30

1 больше минимального числа, кратногс числу фаз цепи, то возникает воэможность создания в поперечной плоскости слитка встречных потоков, вызывающих активный массоперенос. 3S

Устройство эффективно работает при непрерывном литье сплавов с большим интервалом кристаллизации или биметаллов. В последнем случае устройство необходимо устанавливать по всей длине жидкой лунки слитка или применять несколько секций магнитопровода с промежутками, равными зоне перемешивания жидкого металла вторичными потоками.

Изобретение позволяет упростить . конструкцию устройства для электромагнитного перемешивания металла и использовать его для литья заготовок различных типоразмеров.

Формула изобретения

1. Устройство для электромагнитного перемешивания металла в зоне вторичного охлаждения, выполненное в виде шихтованного магнитопровода с катушками, расположенными в паза полюсов магнитопровода и включенными в трехфазную цепь, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения технологических возможностей устройства, магнитопровод состоит из отдельных элементов, число которых кратно числу фаэ цепи, катушки его расположены на полюсах, смещены на один полюс и включены в цепь последовательно в продольном и поперечном направлении зоны вторичного охлаждения, при этом число витков каждой иэ крайних катушек составляет 1/2-1/4 числа витков центральных.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый элемент шихтованного магнитопровода состоит из Ш-образных пластин, при этом ширина крайних полюсов магнитопровода составляет половину ширины центрального полюса.

1271639

Сос.тавитель P . Васильева

Техред М.Ходанич Корректор Л, Пилипенко

Редактор О. Бугир

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6280/13

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4