[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101039768A [43]公开日2007年9月19日
[21]申请号200580034740.6[22]申请日2005.09.13
[21]申请号200580034740.6
[30]优先权
[32]2004.09.13 [33]US [31]60/609,697
[86]国际申请PCT/US2005/032922 2005.09.13
[87]国际公布WO2006/031964 EN 2006.03.23
[85]进入国家阶段日期2007.04.11[71]申请人动力技术有限责任公司
地址美国新泽西
[72]发明人I·I·达尔迪克 A·K·卡普斯塔 B·M·
米哈伊洛维奇 E·G·戈尔布赖克 S·L·
列辛 H·D·布拉诺弗 M·哈夫金
[74]专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所代理人蒋旭荣
[51]Int.CI.B22D 41/50 (2006.01)B22D 41/62 (2006.01)B22D 41/08 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 6 页
[54]发明名称
[57]摘要
情形下，利用旋转磁场来抑制中间包或钢包中漩涡
产生的方法，这里所述旋转磁场是由流出管之上的
200580034740.6权 利 要 求 书第1/2页 1.利用旋转磁场(RMF)抑制在熔融物的自由面降低到临界水平之下时中间包或钢包中产生漩涡的方法，所述旋转磁场由流出管之上的熔融物中的m相电流连续激发，其中RMF的旋转方向与漩涡中熔融物的旋转方向相反。
2.如权利要求1所述的方法，其中利用一定的频率和开关时间比改变RMF的旋转方向。
3.如权利要求1所述的方法，其中RMF是调幅和/或调频的，调制频率超过载波频率。
4.如权利要求1所述的方法，其中以具有某一开关时间比按非连续方式激发RMF。
5.如权利要求1所述的方法，其中根据静止的熔融液面和形成漩涡的状况，在熔融物的自由面开始下降后以一定的延迟来激发RMF。
6.如权利要求1所述的方法，其中在熔融物排出的过程中RMF 的强度发生改变。
7.如权利要求1所述的方法，其中在熔融物排出的过程中，激起RMF的电流频率发生改变。
8.实施权利要求1-7中任一项所述的方法的设备，该设备由显式磁极感应器构成，其中磁极的数量是电流相位数量的倍数，所述感应器包括磁路、绕组和极靴，它们安装在流出管周围的中间包或钢包底部之下，其中磁路衬背由铁磁材料制成，其形式为带有中心孔的扁平圆盘，所述流出管设置在该中心孔内，其中所述磁极呈梯形截面，带有垂直于衬背平面的绕组，其中所述极靴是用空气冷却的，其形式为中空锥形的部分，并且被布置在排出管周围的中间包或钢包的底部的衬里中。
9.如权利要求8所述的设备，其中感应器的极靴被制成具有锥形内表面的部分中空圆柱体的形状。
10.如权利要求8所述的设备，其中感应器的磁路由铁陶瓷制成。
200580034740.6权 利 要 求 书 第2/2页
11.如权利要求8所述的设备，其中感应器的磁路制成为薄壁壳的形式，所述壳内充满了由电绝缘颗粒构成的铁粉。
200580034740.6说 明 书第1/4页用于抑制出料过程中在中间包或钢包内出现漩涡的方法和设备
本申请要求于2004年9月13日提交的美国临时专利申请No.60/609697的权益，这里引入其全文作为参照。
背景技术
本发明总体上涉及抑制中间包内的漩涡。
在从连铸机(“CCP”)的中间包或钢包中排出熔融物的过程中，熔融物的自由面的下降可以立即导致在熔融物之前更换中间包或钢包时出现漩涡。当熔融物的液面低于正常液面时通常会发生这种现象。例如，在把中间包倒空的过程中有可能产生这样的低液面。漂浮在熔融物表面上的熔渣被卷入到漩涡中，并进入到连铸机的结晶器内。因此，连续铸锭的某一部分上含有熔渣，必须将其切除，稍后再次熔化。去除熔渣和再熔化熔渣都导致生产成本增加，降低了生产量。 目前，绝大部分的金属和合金都采用C C P s进行浇铸。因此，抑制漩涡的问题是非常紧迫的。
解决这一问题的一种尝试是在出料口上方安装结构相当复杂的陶瓷箱体(例如，参见Sankaranarayanan等人的、发明名称为“Flow Control Device For The Suppression of Vortices”(用于抑制漩涡的流量控制设备)的美国专利No.5382003)。这种方法的缺点是明显的，包括需要清洗以及此外在长期操作中间包后熔融物对陶瓷制品的破坏。因此，注入到结晶器的熔融物将基本上变得不规则。 因此，需要提供一种抑制漩涡的改进方法。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种抑制漩涡的改进方法。 本发明提议的抑制漩涡的方法采用一种旋转磁场(“RMF”)。该方法并不涉及在中间包内布置任何陶瓷部件，因此没有如上所述的缺点。此外，RMF的参数易于改变，因此，在较为宽泛的限制中，能够
200580034740.6说 明 书 第2/4页
容易地控制采用RMF抑制漩涡的过程。
通过在低温的中间包模型上执行R M F来实施抑制漩涡的实验结果验证了所提议的抑制漩涡的方法，其中，采用易熔的铟-镓-锡合金(InGaSn)作为熔融物，其熔化温度大约为10摄氏度。
根据本发明的实施方案，提供了利用旋转磁场来抑制当熔融物的自由面低于临界液面时在中间包或钢包中产生漩涡的方法，这里所述旋转磁场是由流出管之上的熔融物中的m相电流(即任何适宜数量的电流相位或m相电压)连续激起的，其中R M F的旋转方向与漩涡中熔融物的旋转方向相反。
附图说明
在考虑了下面结合附图的详细描述后，本发明的上述和其它优点将变得更加直观，全部附图中相同的附
图标记表示同样的部件，其中： 图1示出了根据本发明的中间包的部分垂直截面图，这里所述中间包邻近带有RMF感应器的出料口；
图2示出了沿图1中线A-A剖开的三相R M F感应器的水平截面图，这里该R M F感应器带有6个显式磁极(e x p l i c i t p o l e)； 图3示出了根据本发明的、带有4个显式磁极的二相感应器的极靴结构；
图4示出了根据本发明的、带有3个显式磁极的三相感应器的极靴结构；
图5示意性地示出了根据本发明的感应绕组中感应电流的振荡； 图6示出了在抑制漩涡的试验中采用的中间包的示意性图解； 图7示出了对图6所示中间包实施的实验结果。
具体实施方式
在中间包盖板1(图1)中形成有检查窗2，检查窗2上面可以安装用来记录熔融表面4位移的光学探针3。当出料口5附近出现旋转流时，m相电压被施加给感应器6(图2)。因此，在出料口5上方激起R M F，该R M F在熔融物中引起电流的旋转系统。这些电流与R M F 的相互作用产生了电磁力(“EMBF”)，该电磁力根据感应器6的接通
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