Устройство для электромагнитного перемешивания металла в зоне вторичного охлаждения

(5 цВ 22 0 11/124 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Электромагнитное воздействиена расплавленные металлы. /Под ред.Кропачева. Сб, Кф 156, М., 1967, с.76,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МЕТАЛЛА В ЗОНЕ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ .(57) Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к непрерывному литью металлов, и может использоваться при электромагнитном перемешивании металлов во вторичной зонеохлаждения. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение технологических возможностей устройствапозволяет использовать его при литьеслитков разных пройилей. Устройствовыполнено в виде шихтованного магнитопровода 1, состоящего из отдельныхэлементов 2, число которых кратночислу фаз цепи, и имеет полюса 3 скатушками 5,6 и 8, расположеннымина полюсах. Катушки включены в цепьпоследовательно в продольном и поперечном направлении зоны вторичногоохлаждения. Число витков крайних ка"тушек составляет 1/2-1/4 числа вИтковцентральных. 1 з,п. ф-лы, 2 ил,40 45 50 55 Изобретение относится к металлургии, точнее к непрерывному литью ме-,таллов.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение технологическихвозможностей устройства.На фиг. 1 показано предлагаемоеустройство, 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 имеющихполюса 3. Элементы 2 состоят из отдельных Ш-образных пластин 4. Ширинакрайних полюсов 3 элементов 2 равнаполовине ширины центрального полюса3, На полюсах имеются катушки 5-8трехфазной цепи. Число витков катушки 5 составЛяет 1/2-1/4 числа витковцентральной 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 соединеныпоследовательно и образуют магнитныйпоток, 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 вихревыетоки в двух взаимно перпендикулярныхплоскостях, При взаимодействии магнитного потока и вихревых токов вжидком металле 10 возникает объемнаяэлектромагнитная сила.Благодаря включению катушек, расположенных на полюсах 3 магнитопроводов 1, последовательно к фазам цепи в жидком металле 10 распространяется бегущая электромагнитная волнапо оси слитка 9 и в плоскостях, перпендикулярных ей, В этих же направлениях действует и электромагнитнаясила.Объемная электромагнитная сила,направленная по оси слитка 9, образуется за счет взаимодействия продольного магнитного потока, проходящего в каждом магнитопроводе 1, ивихревых токов, наведенных в жидкомметалле 10. Электромагнитная сила,направленная тангенциально, возникает в каждом объеме жидкого металла 5 1 О 5 20 25 30 35 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, двухполюсов 3 с катушками одной фазы)неравномерна по высоте этих полюсов, Она максимальна на полюсе сбольшим числом витков. Имеет минимуммежду 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 измене" нию 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 металлапри переходе к очередной фазе цепи каждого магнитопровода 1, возникают местные возмущения в объеме жидкого металлапри движении его вдоль оси слитка. При увеличении размеров слит 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 вине длины этой лунки, так как образующиеся вторичные потоки жидкого металла эффективно воздействуют на кристаллизующийся металл в слитке, вышедший из зоны электромагнитного 25 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. 35Устройство 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 изобретения1. 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 вгцепь 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 оставитель Р. Васильевехред М.Ходанич орректор Л Пилипенко дактор О. Буг дписно каз 6280/13 130 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро Проектна Тираж 757 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 35, Москва, Ж, Раушс