專利名稱：鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及冶金板坯連鑄工藝設備技術領域的電磁攪拌器，特別指一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器。
背景技術：
目前，有各種各樣的板坯S-EMS結構形式，主要有箱式電磁攪拌裝置、磁極插入式電磁攪拌裝置和輥式電磁攪拌裝置。輥式電磁攪拌裝置具有特殊的結構，它利用裝在空心輥(功能類似于板坯連鑄機支撐導向輥)內、采用特殊設計、結構非常緊湊的電磁感應線圈(行波磁場感應器)對金屬坯殼內的液芯進行電磁攪拌。近年來，輥式電磁攪拌裝置，因其便于安裝方便，越來越多地在板坯S-EMS中被采用。但現有的輥式電磁攪拌裝置，存在如下缺陷和不足1、在線圈繞組外層套裝磁屏蔽環，因線圈外的磁屏蔽層厚度，在相同的空間 (與無屏蔽層比較)這勢必要大大減小了線圈繞組和鐵芯的截面積，即大大地減少了輥式電磁攪拌裝置的安匝數和導磁面積，也就減少了電磁攪拌力；2、無屏蔽層的輥式電磁攪拌裝置，磁場沿鐵芯徑向均勻發散分布，漏磁大，工作磁場小，有用功所占的比例小，同樣耗能低效。3、線圈全繞式圓柱形鐵芯，其線圈相當于磁屏蔽層，在提高繞組空間利用率的同時，屏蔽了一部分有效工作磁場，使其封閉在鐵芯內部而損耗，有功磁場效率低下。
發明內容
本發明的目的是針對背景技術中存在的缺點和問題加以改進和創新，提供一種既增加了輥式電磁攪拌線圈繞制空間，又增加了工作區域的磁通密度，同時減少了輥式電磁攪拌裝置非工作區域漏磁的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器。本發明的技術方案是構造一種包括鐵芯和線圈繞組的電磁攪拌感應器，其中
鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組，組合鐵芯及線圈繞組有間隙的設置在空心輥內，并通過兩端設置的鐵芯軸端固定，組合鐵芯及線圈繞組與空心輥相對旋轉運動；
所述的組合鐵芯包括由主鐵芯和次鐵芯組成的鐵芯，環包在次鐵芯外側及線圈繞組內側的U形屏蔽環，和設置在鐵芯及線圈繞組兩端的0形屏蔽環，其中主鐵芯上繞制的各組線圈繞組之間設置有磁極。本發明具有以下優點和有益效果
本發明組合鐵芯改善了磁場的分布，使絕大部分磁場通過主鐵芯流向工作表面，極大地提高了輥式電磁攪拌裝置的有功效率；通過非工作表面的屏蔽環作用，大大降低了非工作表面方向的磁泄露，大大減少了磁泄露對周邊設備的影響。另外，位于線圈繞組兩端并裝于輥端軸內端的屏蔽0形環，消耗了本發明兩端部的磁泄露，更好地保護了兩端的軸承。本發明因而解決了以往電磁攪拌裝置非工作區域磁泄露大的問題，提高了輥式電磁攪拌裝置的功效。本發明去掉了現有技術中的線圈外磁屏蔽環，因而在同樣的空間中，大大增加了鐵芯的導磁面積，增加了磁場強度，增加了電磁攪拌力。解決了以往輥式電磁攪拌裝置電磁攪拌力不足和低效的問題。本發明有效地解決了現存技術中有功磁場效率低、電磁攪拌力小、 非工作區域磁泄露大的問題，是一種板坯連鑄高效輥式電磁攪拌裝置的行波磁場感應器。
圖1是本發明剖面結構示意圖。圖2是圖IA-A剖面結構示意圖。圖3是圖IB-B剖面結構示意圖。
具體實施例方式由圖1至3可知，本發明包括鐵芯和線圈繞組，其中
鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組4，組合鐵芯及線圈繞組4有間隙的設置在空心輥1內，并通過兩端設置的鐵芯軸端8固定，組合鐵芯及線圈繞組4與空心輥1相對旋轉運動；
所述的組合鐵芯包括由主鐵芯2和次鐵芯5組成的鐵芯，環包在次鐵芯5外側及線圈繞組4內側的U形屏蔽環3，和設置在鐵芯及線圈繞組4兩端的0形屏蔽環7，其中主鐵芯 2上繞制的各組線圈繞組4之間設置有磁極6。本發明所述的主鐵芯2和次鐵芯5上U形屏蔽環3非環包面放磁為電磁攪拌感應器工作面，U形屏蔽環3環包面阻磁為電磁攪拌感應器非工作面。所述的主鐵芯2和次鐵芯5相嵌設置，主鐵芯2由高導磁材料構成，次鐵芯5由高強度結構材料構成，且主鐵芯2 與次鐵芯5之間設有冷卻水槽9，冷卻水槽9為通槽通冷卻水。所述的U形屏蔽環3沿鐵芯軸向設置，且處于線圈繞組4環包的空間內側，即套裝在鐵芯和線圈繞組4之間，且U形屏蔽環3環包鐵芯軸的角度120° -300°。所述的次鐵芯5與U形屏蔽環3之間設置有槽 10，槽10為通槽可通冷卻水或者過線。所述的0形屏蔽環7設置在鐵芯軸端8與主鐵芯2 及次鐵芯5端部之間，且處于線圈繞組4端部外側，用于阻止組合鐵芯兩端磁泄露。所述的 U形屏蔽環3和0形屏蔽環7均采用非磁性且有優質導電特性的材料制成。本發明的設計原理
本發明的行波磁場感應器即組合鐵芯+線圈繞組4是一個線性感應發動機， 電磁攪拌磁場感應器產生磁場B，磁場運動速度是ν (B取決于線圈電流，ν取決于頻率)。磁場在液體金屬里面產生渦流。B和I產生了體積力F (F Λ B，I) F= W體積力產生了金屬液流動，即對金屬液實現攪拌。本發明的結構原理
本發明由組合鐵芯、線圈繞組4組成，組合鐵芯由主鐵芯2、次鐵芯5、U形屏蔽環3、0 形屏蔽環7及磁極6組成，通過鐵芯軸端8兩端固定，位于空心輥1內，工作時與空心輥1 相對作旋轉運動。U形屏蔽環3環包在次鐵芯5柱面外側上，且處于線圈繞組4內側；0形屏蔽環7處于鐵芯端部和線圈端部外側位置；線圈繞組4分段間隙地繞制在組合鐵芯外表。 U形屏蔽環3沿鐵芯軸向布置，且處于線圈繞組4所環包的空間內側，即套裝在鐵芯和線圈繞組4之間，且U形屏蔽環3環包鐵芯軸的角度120° -300°。0形屏蔽環7緊貼主鐵芯2 和次鐵芯5端部且處于線圈繞組4端部外側。線圈繞組4與空心輥1間存在間隙，線圈繞組4外層無磁屏蔽環。U形屏蔽環3和0形屏蔽環7均采用非磁性且有優質導電特性的材料組成。主鐵芯2和次鐵芯5具有不同的導磁特性，主鐵芯2由高導磁材料構成和次鐵芯 5由高強度結構材料構成，主鐵芯2與次鐵芯5之間有冷卻水槽9，冷卻水槽9為通槽。次鐵芯5與U形屏蔽環3之間有槽10，槽10為通槽；且具通水冷卻和過線的功能。本發明試制的結果，相對于線圈外屏蔽產品漏磁場降低10%，中心磁場增加5%，從而有效地降低了漏磁場同時增加了攪拌力。本發明所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行的描述，并非對本發明構思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
權利要求
1.一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，包括鐵芯和線圈繞組，其特征在于鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組(4)，組合鐵芯及線圈繞組(4) 有間隙的設置在空心輥(1)內，并通過兩端設置的鐵芯軸端(8)固定，組合鐵芯及線圈繞組 (4)與空心輥(1)相對旋轉運動；所述的組合鐵芯包括由主鐵芯(2)和次鐵芯(5)組成的鐵芯，環包在次鐵芯(5)外側及線圈繞組(4)內側的U形屏蔽環(3)，和設置在鐵芯及線圈繞組(4)兩端的0形屏蔽環(7)， 其中主鐵芯(2)上繞制的各組線圈繞組(4)之間設置有磁極(6)。
2.根據權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的主鐵芯 (2)和次鐵芯(5)上U形屏蔽環(3)非環包面放磁為電磁攪拌感應器工作面，U形屏蔽環(3) 環包面阻磁為電磁攪拌感應器非工作面。
3.根據權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的主鐵芯 (2)和次鐵芯(5)相嵌設置，主鐵芯(2)由高導磁材料構成，次鐵芯(5)由高強度結構材料構成，且主鐵芯(2)與次鐵芯(5)之間設有冷卻水槽(9)，冷卻水槽(9)為通槽可通冷卻水。
4.根據權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的U形屏蔽環(3)沿鐵芯軸向設置，且處于線圈繞組(4)環包的空間內側，即套裝在鐵芯和線圈繞組(4)之間，且U形屏蔽環(3)環包鐵芯軸的角度120°-300°。
5.根據權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的次鐵芯(5)與U形屏蔽環(3)之間設置有槽(10)，槽(10)為通槽可通冷卻水或者過線。
6.根據權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的0形屏蔽環(7)設置在鐵芯軸端(8)與主鐵芯(2)及次鐵芯(5)端部之間，且處于線圈繞組(4)端部外側，用于阻止組合鐵芯兩端磁泄露。
7.根據權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的U形屏蔽環(3)和0形屏蔽環(7)均采用非磁性且有優質導電特性的材料制成。
全文摘要
本發明涉及一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，包括鐵芯和線圈繞組，其中鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組，組合鐵芯及線圈繞組有間隙的設置在空心輥內，并通過兩端設置的鐵芯軸端固定，組合鐵芯及線圈繞組與空心輥相對旋轉運動；所述的組合鐵芯包括由主鐵芯和次鐵芯組成的鐵芯，環包在次鐵芯外側及線圈繞組內側的U形屏蔽環，和設置在鐵芯及線圈繞組兩端的O形屏蔽環，其中主鐵芯上繞制的各組線圈繞組之間設置有磁極。本發明提高了輥式電磁攪拌裝置的功效，增加了鐵芯的導磁面積，增加了磁場強度，增加了電磁攪拌力；解決了拌力不足和低效的問題，解決了效率低、電磁攪拌力小、非工作區域磁泄露大的問題。
文檔編號B22D11/115GK102389956SQ20111036272
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者喬志洪, 侯亞雄, 彭立新, 趙訓迪, 鄭勇 申請人:湖南科美達電氣股份有限公司