用于控制結晶器中的鋼水流動的方法和裝置制造方法及圖紙

一種用于通過向板坯連鑄機中的鋼水施加至少一個磁場來控制結晶器中的鋼水流動的方法。這是通過以下方式實現(xiàn)：當彎月面上的鋼水流速高于保護渣夾帶臨界流速時，施加靜態(tài)磁場以給來自浸沒噴嘴的排出流一穩(wěn)定和制動力，從而將鋼水熔池液面即彎月面上的鋼水流速控制在預定的鋼水流速，并且當彎月面上的鋼水流速低于夾雜物附著臨界流速時，通過施加移動磁場以增加鋼水流動，從而將鋼水熔池液面上的鋼水流速控制在大于等于夾雜物附著臨界流速到小于等于保護渣夾帶臨界流速的范圍內。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種使用板坯連鑄機來控制結晶器中的鋼水流動的 方法和裝置，以及用于利用流動控制方法和裝置生產(chǎn)板坯的方法。
技術介紹
對于由板坯連鑄機生產(chǎn)的鑄件，所要求的 一 個質量因素是鑄件 表層中夾帶的夾雜物的量要少。這些夾帶在鑄件表層中的夾雜物例如是(1 ) 在使用鋁等進行的脫氧步驟中產(chǎn)生并懸浮在鋼水中的 脫氧產(chǎn)物；(2 ) 吹到中間罐內的鋼水中的氬氣泡或者通過浸沒噴嘴吹 入的氬氣泡；(3 ) 由噴灑在鋼水熔池液面上的保護渣產(chǎn)生并進入鋼水作為懸浮物質的夾雜物。 這些夾雜物的任何一種都會造成鋼件的表面缺陷，因此減少任 何種類的夾雜物都非常重要。作為用于減少上述夾雜物中的例如脫 氧產(chǎn)物和氬氣泡的方法中，存在用于防止夾帶夾雜物的常用工藝， 這些工藝類型通過驅使結晶器內的鋼水沿水平方向運動，由此使鋼 水表面獲得鋼水速度以清潔凝固表面。通過施加磁場來使結晶器內 的鋼水沿水平方向旋轉的實際執(zhí)行過程如下，驅動沿結晶器的長側 方向水平運動的磁場，使得該磁場沿著相對的長側表面彼此反方向 運動，以誘發(fā)沿著所述凝固表面在水平方向上旋轉的鋼水流。在本 文中，所述應用過程被稱為不同的攪拌模式(見以下各種描述)， 例如"EMDC，， 、"EMDC-模式，，或者"EMDC-磁場應用模式"結 合"EMLA" 、 "EMLA-模式"、"EMLA-模式磁場應用"和/或"EMRS"、"EMRS-模式"或者"EMRS-模式磁場應用"。總體來說，EMDC (電磁直流)制動技術(其中攪拌器在結晶器 的下部位置)是目前為止占支配地位的技術并因此也可能將頻率降 為零并調整結晶器中用于最高磁通密度的相位角。直流技術通常具 有很多優(yōu)點，例如穩(wěn)定性并能自動調節(jié)等，也就是說，如果一側的 流速較高，制動力也會較高。與低頻率例如1Hz或更低頻率相比， 結晶器下部的直流磁場能夠對結晶器中的流體流動進行更加穩(wěn)定的 制動控制。當在電磁水平加速模式(EMLA)下工作，并且攪拌器位于結晶 器的下部位置時，鋼向外流動的速度，即向窄邊流動的速度增加從 而確保了對低速鑄造也能實現(xiàn)雙重流態(tài)。對結晶器中的流動進行優(yōu) 化涉及建立穩(wěn)定的二輥流態(tài)。通過對才莫式和正確的FCMEMS (流動 控制結晶器電磁攪拌)(見下面的描述)參數(shù)進行選擇，可以在不 同的板坯幾何參數(shù)和不同的鑄造速度下實現(xiàn)所需的流態(tài)。這可以通 過FC MEMS使用存儲有不同操作條件下的相關參數(shù)的數(shù)據(jù)庫進行 控制，而不是使用分析F值來進行控制。這些參數(shù)通常由數(shù)字式三 維建模程序包，即電磁(EM)工具產(chǎn)生，該程序包對結晶器中的磁 場、流體流動和溫度特性進行建模。當在EMLA模式下工作時，F(xiàn)C MEMS應當移動到其下部位置。對于低速鑄造來說，F(xiàn)CMEMS能夠 使流體朝窄面的流動加速以確保結晶器中的正常流動。F值轉化成鋼 水表面流速。然而，如EP-A-1486274中所述，F(xiàn)值和鋼水流速具有 ——對應關系，從而可以通過使用F值進行控制，不需要將F值轉 4匕為鋼水表面流速。對于每個結晶器，板坯結晶器攪拌器式的FC MEMS包括一組攪 拌器。每組攪拌器包括四個線形部分攪拌器。結晶器每側上的兩個 部分攪拌器一起裝配到外部盒體中形成攪拌器單元，并且安裝到寬 側的水套中的墊板后的現(xiàn)有的凹穴中。兩個相對的部分攪拌器并聯(lián) 并連接到一個變頻器上。 一個結晶器總共需要兩個變頻器，并且所 述攪拌器被設計和制造成用于在結晶器中連續(xù)工作。攪拌器將來自變頻器的低頻電流轉換成低頻磁場，所述磁場穿透銅板結晶器和股(Strand)的凝固殼體并在鋼水誘發(fā)電流。這些電流與運動的f茲場相 互作用在鋼水中產(chǎn)生力和運動。所述攪拌器包括繞組和疊層鐵芯。 攪拌器繞組由矩形橫截面的銅管制成并通過閉環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)的去離 子細水從內部直接冷卻。攪拌器由保護盒包圍，該保護盒的側面由 非磁性鋼板制成，正面由非導電材料制成。電磁旋轉攪拌模式(EMRS)是用于在結晶器中進行攪拌的占統(tǒng) 治地位的技術，它發(fā)生在結晶器上部緊鄰彎月面處，攪拌器的位置 對于流體流動的受控攪拌至關重要。為了實現(xiàn)受控和最佳的攪拌必 須使攪拌發(fā)生在結晶器中的較高位置處，因此FC MEMS必須向上移 動。在較低位置處進行攪拌會與噴嘴中的流動發(fā)生沖突并造成結晶 器中不確定的擾流。因此建議在EMLA-ZEMDC-模式變?yōu)閿嚢枘Ｊ綍r 使攪拌器向上移動。FCMEMS在結晶器中的鋼上產(chǎn)生轉動力。變頻 器裝置允許在兩個線圏上施加較低的電流，其中流動被引向窄側并 因此有可能使攪拌參數(shù)最優(yōu)化。然而，需要使兩個變頻器的頻率同 步以使可能產(chǎn)生的擾動最小化。(JFE工程公司的)歐洲專利申請1486274描述了一種與上述的 過程類似的一個例子，在該例子中，電磁液面穩(wěn)定器(EMLS)與 EMLA和/或EMRS結合使用。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供 一 種對用于使用板坯連鑄機將結晶器中的鋼水熔池 液面(彎月面)上的鋼水流速控制在預定的鋼水流速的方法和裝置 的改進，以及 一 種用于使用所述的流動控制方法和裝置生產(chǎn)板坯的方法。這通過以下方式實現(xiàn)，當彎月面上的鋼水流速高于保護渣夾帶 臨界流速時，通過施加靜態(tài)磁場給來自浸沒噴嘴的排出流 一 穩(wěn)定和 制動力，并且當彎月面上的鋼水流速低于夾雜物附著臨界流速時， 通過施加移動》茲場以增加鋼水流動，乂人而將鋼水熔池液面上的鋼水流速控制在大于等于夾雜物附著臨界流速到小于等于保護渣夾帶臨 界流速的范圍內。當彎月面上的鋼水流速高于0.32m/s的保護渣夾帶臨界流速時， 通過施加靜態(tài)磁場以給來自浸沒噴嘴的排出流一穩(wěn)定和制動力，從 而將鋼水流速控制在預定的鋼水流速。當所述鋼水流速^f氐于0.20m/s 的夾雜物附著流速并大于等于0.10m/s的熔池液面結皮臨界流速時， 通過施加移動磁場來沿水平方向轉動;模內鋼水，從而將鋼水流速控 制在0.20-0.32m/s的范圍內。當鋼水流速低于所述夾雜物附著臨界流 速時，通過施加移動磁場以對來自浸沒噴嘴的排出流施加加速力， 從而將鋼水流速控制在0.21-0.32m/s的范圍內。所述FC MEMS可以在不同的模式下工作，例如在EMLA 、 EMRS 和EMDC下，并且FC MEMS的設計在幾個方面不同于其他的攪拌 設備攪4半器^皮i殳計用于三相電流，與兩相電流相比，該三相電流每 相去掉了一根電纜。在使用三相標準轉換器的情況下，也可以使線 圈的最大相電流最小化。兩相系統(tǒng)在共同的回線中需要2倍大的相 電流。用于攪拌器設備的標準轉換器已經(jīng)經(jīng)過了修改并且也包括在 不同相電流上對稱的特征。相電流中實現(xiàn)的對稱性越高，通過攪拌 器實現(xiàn)的性能就越好。常規(guī)的變頻器在共同相電壓下工作，并且因 為不同的繞組之間的互感不同，這會導致不同的相電流；FC MEMS設計包含能夠產(chǎn)生用于EMDC的靜態(tài)磁場和用于 EMLA和EMRS的移動》茲場的線圈。用于EMLA和EMRS的移動f茲 場通過使用供應給線圈的多相交流電產(chǎn)生。相應的靜態(tài)磁場則通過 在不同相提供直流電和通過在不同相提供不同的電流強度產(chǎn)生。作 用在結晶器上磁場的分布也不同，由此導致結晶器不同部分的制動 沖擊也不同。制動效果隨時間改變可能是有好處的，因此也希望隨 時間改變所述相位中的直流電之間的關系。由于用于產(chǎn)生 一 個特定 流態(tài)所需的時間至少為10秒，因本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于通過向板坯連鑄機中的鋼水施加至少一個磁場來控制結晶器中的鋼水流動的方法，其特征在于，包括：　當彎月面上的鋼水流速高于保護渣夾帶臨界流速時，通過施加靜態(tài)磁場以給來自浸沒噴嘴的排出流一穩(wěn)定和制動力，從而將鋼水熔池液面即彎月面上的鋼 水流速控制在預定的鋼水流速；和　當彎月面上的鋼水流速低于夾帶物附著臨界流速時，通過施加移動磁場以增加鋼水流動，從而將彎月面上的鋼水流速控制在大于等于夾帶物附著臨界流速到小于等于保護渣夾帶臨界流速的范圍內。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：A萊曼，H哈克爾，JE埃里克森，O斯約登，
申請(專利權)人：ABB公司，
類型：發(fā)明
國別省市：SE[瑞典]