一種連鑄用水口管旋流裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種連鑄用水口管旋流裝置，包括磁性機構、驅動機構和隔熱機構，驅動機構與磁性機構傳動配合，磁性機構位于水口管的周圍。磁性機構由磁極和磁軛構成，磁極固定在磁軛上。磁極數量為1～6對。磁極和磁軛為整體結構或分體結構，磁極由永磁塊體和/或永磁板材構成；磁軛由導磁塊體和/或導磁板材構成，或者由永磁塊體和/或永磁板材構成。本發明驅動機構驅動磁性機構圍繞水口管轉動，形成旋轉磁場，帶動水口管中的鋼液旋轉，有效解決了鋼液在水口管中的偏流問題，減少鋼水卷渣，改善了鋼坯質量。
【專利說明】—種連鑄用水口管旋流裝置

【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵冶煉設備【技術領域】，涉及一種連鑄用水口管旋流裝置。
技術背景
[0002]在鋼的連鑄過程中，需要通過水口管將中間包中的鋼液注入到結晶器中，鋼液通過結晶器逐步冷卻形成鋼坯。鋼液通過水口管注入結晶器時由于偏流等原因，容易把結晶器內鋼液表面的保護渣卷入鋼液，在鋼坯中形成夾渣，影響鋼坯的質量。因此，改善水口管中鋼液流動狀態成為減少鋼坯夾渣的有效方法。國內外眾多科研機構對此進行了大量研究，有效方法之一是使鋼液在水口管中旋轉，鋼液旋轉可以在結晶器內形成穩定的鋼流，減少結晶器中液面波動，從而大幅度減少鋼液卷渣，這不僅能提高鑄坯質量，還能加快鑄坯拉速，提高設備生產效率，此項技術對鋼鐵企業有很大影響。
[0003]現有的實現水口中鋼液旋轉的技術方案主要是機械式旋流水口和電磁旋流水口。機械式旋流水口是在水口管中增加一個固定的機械旋流葉片，當鋼液流經旋流葉片時，鋼液隨著葉片的角度旋轉，達到旋流的目的。但是在高溫鋼液的沖擊下，葉片的使用壽命很短，不能滿足工業生產需要，因而此未能得到推廣。電磁旋流水口是將電磁旋流裝置安裝在水口管周圍，依靠電磁裝置形成旋轉磁場，旋轉磁場驅動水口中的鋼液旋轉，達到旋流的目的。由于水口管周圍空間小，電磁旋流裝置體積受到限制，較小的體積難以產生足夠的驅動力，而且電磁旋流裝置的功率大,需要幾百千伏安電力。較大的功耗和較小的驅動力是電磁旋流技術的最大弱點，也是制約其工業應用的關鍵因素。


【發明內容】

[0004]為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種連鑄用水口管旋流裝置，以優化水口中鋼水旋流性能，用較小的功耗提供滿足連鑄工藝需要的旋流能力，改善鋼坯產品質量，降低旋流水口的能量消耗。
[0005]本發明的技術方案是:連鑄用水口管旋流裝置，包括磁性機構、驅動機構和隔熱機構，驅動機構與磁性機構傳動配合，磁性機構位于水口管的周圍。磁性機構由磁極和磁軛構成，磁極固定在磁軛上。磁極的數量為I?6對。
[0006]磁極的材質為永磁材料，磁軛的材質為導磁材料或永磁材料。磁極為整體結構或分體結構，磁軛為整體結構或分體結構。磁極由永磁塊體和/或永磁板材構成，磁軛由導磁塊體和/或導磁板材構成，或者由永磁塊體和/或永磁板材構成。驅動機構為齒輪驅動機構、皮帶輪驅動機構、同步帶輪驅動機構、電磁驅動機構、液壓驅動機構或氣動驅動機構。不排除其它形式的驅動機構，驅動機構驅動磁性機構圍繞水口管旋轉。磁性機構設有齒圈，磁軛與齒圈固定連接，齒圈與齒輪驅動機構的齒輪嚙合。電磁驅動機構為環形結構，電磁驅動機構環繞在磁性機構的周圍。電磁驅動機構產生旋轉磁場，驅動磁性機構轉動。隔熱機構由圓筒和中間帶有圓孔的平板兩部分組成，圓筒位于磁性機構和水口管之間，中間帶有圓孔的平板位于水口管的下方。隔熱機構由隔熱材料構成或由隔熱材料和隔熱支撐結構件構成。旋流裝置選擇整體結構或分體結構，選擇分體結構時磁性機構、驅動機構和隔熱機構分別由兩部分構成，兩部分通過開合機構連接。開合機構由銷軸和軸套構成。磁軛為環形或多邊形結構，多邊形的邊數為3?100。
[0007]齒輪驅動機構由電動機帶動主動齒輪，主動齒輪與固定在磁性機構上的齒輪嚙合，帶動磁性機構旋轉。電磁驅動機構相當于電動機的定子，磁性機構相當于電動機的轉子。電磁驅動機構的結構與電動機定子的結構類似，由鐵芯和繞組構成。電磁驅動機構的繞組通電后即可產生旋轉磁場，在旋轉磁場的推動下，磁性機構隨之旋轉。磁性機構選擇分體結構時，磁性機構外部需要設置導磁、導電部件，以提供感應電流通路和磁通路。
[0008]隔熱機構的圓筒狀結構部分設置于磁性機構和水口管之間，中間帶有圓孔的平板結構設置于水口旋流裝置的下方。因為在鋼的連鑄過程中，鋼液流經水口管，水口管表面溫度可達800°C左右，而永磁材料的居里點一般在300°C以下，工作溫度一般不超過200°C，因此需要用隔熱設施阻止水口管熱量向磁性機構傳遞。水口旋流裝置的下方是結晶器的上表面，溫度較高，因此設置阻止結晶器熱量傳遞到水口旋流裝置的隔熱設施，中間的圓孔供水口管通過，并與圓筒狀的隔熱設施相連接，形成一個阻止水口管及結晶器熱量傳遞的隔熱機構。
[0009]為便于更換水口管，水口旋流裝置可以設計成具有開合機構的分體結構，磁性機構、驅動機構和隔熱機構分成兩部分，通過開合機構連接在一起，開合機構由銷軸和軸套構成，軸套聯動驅動機構、磁性機構和隔熱機構，圍繞銷軸旋轉一定角度，當需要更換水口管時，可以打開磁性機構、驅動機構和隔熱機構，更換完成后，將磁性機構和隔熱機構重新合起來，形成一個整體。
[0010]本發明由磁性機構、驅動機構和隔熱機構組成的連鑄用水口管旋流裝置，驅動機構驅動磁性機構圍繞水口管轉動，形成旋轉磁場，帶動水口管中的鋼液旋轉，有效解決了鋼液在水口管中的偏流問題，減少鋼水卷渣，改善了鋼坯質量。與機械旋流裝置相比，延長了水口管和旋流設備的使用壽命。與電磁旋流裝置相比，滿足連鑄工藝需要的旋流能力，大幅度降低了旋流水口的能耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發明連鑄用水口管旋流裝置的結構示意圖；
圖2為磁性機構示意圖；
圖3為本發明另一種實施方式的結構示意圖；
圖4為另一種磁性機構的不意圖；
其中:
I一磁性機構、2—齒輪驅動機構、3—水口管、4一磁極、5—磁輒、6—隔熱機構、7—銷軸、8—軸套、9 一電磁驅動機構、10—導磁塊體、11 一導磁板材、12—永磁塊體、13——永磁板材、14 一開合機構。

【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例和附圖對本發明進行詳細說明。本發明保護范圍不限于實施例，本領域技術人員在權利要求限定的范圍內做出任何改動也屬于本發明保護的范圍。
[0013]實施例1
本發明連鑄用水口管旋流裝置，如圖1所示，包括水口管3、磁性機構1、電磁驅動機構9和隔熱機構6。驅動機構與磁性機構傳動配合，磁性機構位于水口管的周圍。磁性機構由磁極4和磁軛5構成,如圖2所示,磁軛為環形結構,磁極固定在磁軛上,磁極的數量為I對。旋流裝置為分體結構，磁性機構1、驅動機構和隔熱機構6分別由兩部分構成，兩部分通過開合機構14連接。開合機構由銷軸7和軸套8構成。磁極和磁軛為一體由永磁塊體12構成。電磁驅動機構為環形結構，環繞在磁性機構的周圍，電磁驅動機構9產生旋轉磁場，驅動磁性機構轉動。隔熱機構由圓筒和中間帶有圓孔的平板兩部分組成，圓筒位于磁性機構和水口管之間，中間帶有圓孔的平板位于水口管的下方。隔熱機構由隔熱材料構成或由隔熱材料和支撐結構件構成。
[0014]本發明連鑄用水口管旋流裝置工作時，電磁驅動機構9類似于電動機的定子，由鐵芯和繞組構成，磁性機構I相當于電動機的轉子。電磁驅動機構的繞組通電時產生旋轉磁場，驅動磁性機構旋轉，磁性機構而產生旋轉磁場，帶動水口管3中的鋼液旋轉。當鋼液通過水口管3時，在高溫鋼液的影響下水口管3溫度升高，隔熱機構6阻止水口管3的溫度傳遞到磁極4，減少高溫鋼水對磁性機構的影響。
[0015]實施例2
本發明另一實施方式如圖3所示，包括水口管3、磁性機構1、齒輪驅動機構2和隔熱機構6。磁性機構I設有齒圈，磁軛與齒圈固定連接，齒圈與齒輪驅動機構的齒輪嚙合。如圖4所示，磁軛為環形結構，磁極固定在磁軛上，磁極的數量為I對。磁極由永磁板材13構成，磁軛由導磁板材11構成。其它結構與實施例1相同
連鑄用水口管旋流裝置工作時，齒輪驅動機構2通過齒圈驅動磁性機構I旋轉，產生旋轉磁場，鋼液經過水口管3時，受到旋轉磁場作用，產生旋轉力進行旋轉。當鋼液通過水口管3時，在高溫鋼液的影響下水口管3溫度升高，隔熱機構6阻止水口管3的溫度傳遞到磁極4，以減少對磁性機構的影響。
[0016]本發明僅消耗驅動裝置所需的電能，因此使用功率較小的永磁旋流裝置產生較強的旋流效果，既解決了鋼液在水口管中的偏流現象，改善鋼坯質量，又有利于降低能耗。為保證連鑄用水口管旋流裝置正常工作，需要相應的支撐結構，如驅動機構的連接與固定、磁性機構及隔熱機構的連接和固定，以及水口管旋流裝置的整體安裝方式等，這些是已知的常規機械結構，本專業的工程技術人員容易實現，不再贅述。
【權利要求】
1.一種連鑄用水口管旋流裝置，包括磁性機構(I)、驅動機構和隔熱機構(6)，所述驅動機構與磁性機構傳動配合，磁性機構位于水口管(3)的周圍；其特征是:所述磁性機構由磁極(4)和磁軛(5)構成,磁極固定在磁軛上；所述磁極數量為I?6對。
2.根據權利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁極(4)的材質為永磁材料,所述磁軛(5 )的材質為導磁材料或永磁材料。
3.根據權利要求2所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁極(4)為整體結構或分體結構，所述磁軛(5)為整體結構或分體結構。
4.根據權利要求2所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁極由永磁塊體(12)和/或永磁板材(13)構成；所述磁軛由導磁塊體(10)和/或導磁板材(11)構成，或者由永磁塊體和/或永磁板材構成。
5.根據權利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述驅動機構為齒輪驅動機構(2)、皮帶輪驅動機構、同步帶輪驅動機構、電磁驅動機構(9)、液壓驅動機構或氣動驅動機構。
6.根據權利要求5所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁性機構設有齒圈，磁軛與齒圈固定連接，齒圈與齒輪驅動機構的齒輪嚙合。
7.根據權利要求5所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述電磁驅動機構(9)為環形結構，電磁驅動機構環繞在磁性機構的周圍。
8.根據權利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述隔熱機構由圓筒和中間帶有圓孔的平板組成，所述圓筒位于磁性機構和水口管之間，所述中間帶有圓孔的平板位于水口管的下方；所述隔熱機構由隔熱材料構成或由隔熱材料和支撐結構件構成。
9.根據權利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述旋流裝置為整體結構或分體結構，分體結構時所述磁性機構、驅動機構和隔熱機構分別由兩部分構成，兩部分通過開合機構(14)連接；所述開合機構由銷軸(7)和軸套(8)構成。
10.根據權利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁軛為環形或多邊形結構，所述多邊形的邊數為3?100。
【文檔編號】B22D41/62GK104128598SQ201410368816
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】張殿彬, 李勇赴, 張裴, 高媛媛 申請人:河北三方電氣設備有限公司