CN100357047C - 钢铸坯电磁振荡细化晶粒的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在钢坯连铸过程中通过电磁激振波动而细化晶粒的装置，属钢坯细化凝固晶粒的加工处理技术领域。本发明的特点是，使凝固中铸坯置于静磁场中，在垂直磁场方向，向铸坯通入交变电流，使该电流与磁场相互作用，在铸坯内产生振荡波动，从而打碎枝晶，细化晶粒。内部尚有待凝固液相部分(1)的铸坯(4)被放置于电磁场激振装置(5)中，铸坯(4)两侧设有两对支持夹辊(2、3)和(6、7)在电磁振荡波动作用的使晶粒细化。本装置的优点是细化效果明显，细化效率高，而且对钢坯无污染；本发明的装置结构简单，技术简便，易于控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种在钢坯连铸过程中通过电磁场激振波动而细化晶粒的装置，属钢坯细化凝固晶粒的加工处理技术领域。
背景技术
钢坯细化凝固晶粒，使晶粒细化，可明显提高其性能。人们采用各种方法使晶粒细化，如采用降低钢液过热度，向钢液中添加细化剂，提高冷却强度，施加超声波等。这些方法有的难以在工业生产中实施，有的效果不明显，有的引起铸坯的其他质量问题，如夹杂、热裂、表面起皮等。在钢液凝固中施加电磁搅拌，是较普遍应用的细化晶粒方法，但因坯壳屏蔽磁场，使电磁搅拌的效率降低，特别是在凝固末端部位，电磁不易穿透较厚的铸坯壳，所以其效果不明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种在钢坯连铸过程中通过电磁振荡波动来细化晶粒的装置。
本发明的目的是通过下述技术措施和技术方案来实现的。
本发明是一种钢铸坯电磁振荡细化晶粒的装置，主要包括有被处理的钢铸坯、夹辊和电磁场激振装置，其特征是电磁场激振装置中包括有分别绕有导线的由对置在铸坯(4)两侧的一对硅钢或纯铁磁性材料制成的极头，极头与处于中央位置的铸坯的间隙很小，极头与四周磁轭围成的磁轭封闭环圈中的邻近部分的磁轭紧密相互连接，以使磁力线形成闭合回路；极头上分别绕有一导线，该两导线线圈的绕向应使磁场贯穿铸坯，铸坯的中心部分为液态未凝固部分；在磁轭封闭环圈内、铸坯的两侧设置有成对的导电辊，也即是两对在空间平行布置的导电辊；导电辊分别由非磁性轴承座支撑固定，它可在铸坯表面滚动并将电流输入到铸坯内；轴承座分别与磁轭稳固连接；在轴承座与磁轭间各设有弹性绝缘元件，使导电辊与磁轭绝缘，并且由其弹性使导电辊紧压于铸坯表面；导电辊可输入电流。
此外，还可增加一附属部件，在上述的极头前端还可分别装有可绕轴转动的导磁辊，两个导磁辊分别通过一对轴承与各自的极头相连接，导磁辊与铸坯二侧表面紧密接触，以使极头上线圈产生的磁力线导入铸坯中。
本发明的装置，其特征是既可采用静磁场与交变电流，也可采用交变磁场与直流电流的相互作用产生振荡波动的细化晶粒。在极头上线圈中可通入直流电以产生静磁场，直流电流强度为50～5000A，静磁场强度为0.05～5.0T；导电辊可通入交流电，电流强度为100～10000A，频率为10～5000Hz。另外，在极头上线圈中也可通入交流电，使在铸坯内产生交变磁场，磁场强度为0.01～1.0T，电流强度为100～10000A，频率为10～5000Hz；导电辊可通入直流电，直流电流强度为50～5000A，静磁场强度为0.05～5.0T。
本发明装置的工作原理是：将在连铸过程中的铸坯，也即其中心部分液相处于凝固中的铸坯置于磁场中，而在垂直方向通入电流，在电流与磁场相互作用下，铸坯内产生振荡波动，从而打碎枝晶，细化晶粒。
本发明装置的优点是：使凝固晶粒有效地细化，减少偏析，效率较高，细化效果明显；另外该装置结构简单，操作简便，易于控制，并且对钢坯无污染。
附图说明
图1为本发明装置的简单立体示意图。
图2为本发明图1的A向所视的结构示意图。
图3为本发明图2的另一种变型结构示意图。
具体实施方式
现结合附图将本发明的实施例叙述于后。
实施例1
参见图1，图1为本发明装置的简单立体示意图。图中，连铸中的中心部分尚有待凝固液相部分1的钢铸坯4，放置于电磁激振装置5中，铸坯4两侧设有成对的支持夹辊2、3和6、7。参见图2，图2为图1A向所视的本装置的结构示意图。本装置中的电磁场激振装置5中，包括有分别绕有导线10、17的由硅钢或纯铁磁性材料制成的极头9、18，极头9、18与处于中央位置的铸坯4的间隙很小，极头9、18与四周磁轭8、16、19、25围成的磁轭封闭环圈中的邻近部分的磁轭8、19紧密相互连接，以使磁力线形成闭合回路；极头9、18上绕有导线10、17，该两导线线圈的绕向应使磁场贯穿铸坯4，铸坯4的中心部分为液相尚未凝固部分1；在磁轭封闭环圈内、铸坯4的两侧设置有成对在空间平行布置的13、22导电辊；电导辊13、22分别由非磁性轴承座12、14和20、23支撑固定，它可在铸坯4表面滚动并将电流输入到铸坯4内；轴承座12、14和20、23分别与磁轭16、25稳固连接；在轴承座与磁轭间各设有弹性绝缘元件11、15、21、24，使导电辊13、22与磁轭16、25绝缘，并且由其弹性使导电辊13、22紧压于铸坯4表面；由导电辊13、22向铸坯4输入电流。
实施例2
参见图3，图3为本发明图2的另一种变型或改进型装置的结构示意图。在本发明图2的基础上再添加一附属部件。在上述的极头9、18的前端还可分别装有可绕轴转动的导磁辊26、28，两个导磁辊26、28分别通过一对轴承27、31和29、30与各自的极头9、18相连接，导磁辊26、28与铸坯4二侧表面紧密接触，以使极头9、18上线圈10、17产生的磁力线导入铸坯4中。
本发明的装置既可采用静磁场与交变电流的相互作用产生振荡波动而细化晶粒；也可采用交变磁场与直流电流的相互作用产生振荡波动而细化晶粒。
在极头9、18上线圈10、17中可通入直流电，以产生静磁场，直流电流强度可在50～5000A范围内，静磁场强度为0.05～5.0T；导电辊13、22可通入交流电，电流强度可在100～10000A范围内，频率为10～5000Hz。
另外，在极头9、18上线圈10、17中可通入交流电，使在铸坯4内产生交变磁场，磁场强度为0.01～1.0T，电流强度可在100～10000A范围内，频率为10～5000Hz；导电辊13和22可通入直流电，直流电流强度可在50～5000A范围内，静磁场强度为0.05～5.0T。
Claims (4)
1.一种钢铸坯电磁振荡细化晶粒的装置，主要包括有被处理的钢铸坯(4)，夹辊(2、3、6、7)和电磁场激振装置(5)，其特征是电磁场激振装置(5)中包括有分别绕有导线(10、17)的对置在铸坯(4)两侧的一对由硅钢或纯铁磁性材料制成的极头(9、18)，极头(9、18)与处于中央位置的铸坯(4)的间隙很小，极头(9、18)与四周磁轭(8、16、19、25)围成的轭封闭环圈中的邻近部分的磁轭(8、19)紧密相互连接，以使磁力线形成闭合回路；极头(9、18)上分别有一导线(10、17)，该两导线线圈的绕向应使磁场贯穿铸坯(4)，铸坯(4)的中心部分为液相尚未凝固部分(1)；在磁轭封闭环圈内、铸坯(4)的两侧设置有成对的在空间平行布置的导线辊(13、22)；导电辊(13、22)分别由非磁性轴承座(12、14、20、23)支撑固定，它可在铸坯(4)表面滚动并将电流输入到铸坯(4)内；轴承座(12、14、20、23)分别与磁轭(16、25)稳固连接，使导电辊(13、22)与磁轭(16、25)绝缘，并且由其弹性使导电辊(13、22)紧压于铸坯(4)表面；导电辊(13、22)可输入电流。
2.如权利要求1所述的一种钢铸坯电磁振荡细化晶粒的装置，其特征是所述的极头(9、18)的前端还可分别装有可绕轴转动的导磁辊(26、28)，两个导磁辊(26、28)分别通过一对轴承(27、31、29、30)与各自的极头(9、18)相连接，导磁辊(26、28)与铸坯(4)两侧表面紧密接触，以使极头上线圈(10、17)产生的磁力线导入铸坯(4)中。
3.如权利要求1或2所述的一种钢铸坯电磁振荡细化晶粒的装置，其特征是在极头(9、18)上线圈(10、17)中可通入直流电，以产生静磁场，直流电流强度为50～5000A，静磁场强度为0.05～5.0T；导电辊(13、22)可通入交流电，电流强度为100～10000A，频率为10～5000Hz。
4.如权利要求1或2所述的一种钢铸坯电磁振荡细化晶粒的装置，其特征是在极头(9、18)上线圈(10、17)中可通入交流电，使在铸坯(4)内产生交变磁场，磁场强度为0.01～1.0T，电流强度为100～10000A，频率为10～5000Hz；导电辊(13、22)可通入直流电，直流电流强度为50～5000A，静磁场强度为0.05～5.0T。
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