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专利号: 2022107153731
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铸造;粉末冶金
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置,包括钢包(1),其特征在于:还包括旋转机构,所述的旋转机构包括动力齿轮(21)、旋转轴(22)以及转盘基座(23),其中,钢包(1)通过旋转轴(22)与转盘基座(23)相连接,钢包(1)外壁上设有与动力齿轮(21)相互啮合的从动齿轮(24),动力齿轮(21)的驱动力通过从动齿轮(24)传递给钢包(1),钢包(1)带动钢液进行转动。

2.根据权利要求1所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置,其特征在于:所述的动力齿轮(21)连接有升降机构和控制器(3),其中,升降机构通过升降轴(4)带动动力齿轮(21)进行升降,控制器(3)用于控制动力齿轮(21)的转速及方向。

3.根据权利要求2所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置,其特征在于:所述的钢包(1)外周设有上部支撑轴承(5)和底端支撑轴承(6),该上部支撑轴承(5)设置高度为0.95‑

1.05H,底端支撑轴承(6)设置高度为0.1‑0.2H,从动齿轮(24)的设置高度为0.3‑0.4H,其中,H为钢包(1)正常工作液面高度。

4.根据权利要求1‑3任一项所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置,其特征在于:还包括旋转磁场发生机构,所述的旋转磁场发生机构包括多组磁场搅拌器(7),该磁场搅拌器(7)包括环形轭铁(71)、绕组线圈(72)以及壳体(73),其中,环形轭铁(71)套设在钢包(1)的外周,绕组线圈(72)缠绕在环形轭铁(71)上。

5.根据权利要求4所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置,其特征在于:所述的绕组线圈(72)为铜管线圈,且采用芯克兰姆绕组法,该铜管线圈中通有冷却水。

6.根据权利要求5所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置,其特征在于:所述的磁场搅拌器(7)设置有三组,且沿竖直方向上下分布,三组磁场搅拌器(7)采用三相对称交流电。

7.利用权利要求1‑6任一项所述的装置抑制汇流旋涡的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、根据长水口(12)的直径和偏心率计算漩涡形成的临界高度,上升动力齿轮(21),使动力齿轮(21)与从动齿轮(24)保持啮合状态,同时,将上部磁场搅拌器(7)设置在临界高度位置处;

步骤二、根据漩涡形成的临界高度,计算出钢包内开始卷渣的临界总质量;

步骤三、实时记录钢包(1)的质量,当钢包质量达到卷渣的临界总质量时,打开电机电源,并通过控制器控制钢包进行旋转,带动钢水运动;同时接通磁场搅拌器(7)的三相对称正弦交流电,对钢水施加电磁力使钢水顺、逆时针间歇运动抑制漩涡的形成;

步骤四、钢包浇注结束后,关闭电机电源,断开旋转磁场发生装置电源。

8.根据权利要求7所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的方法,其特征在于:所述的步骤一中,利用公式(1)计算得出漩涡形成的临界高度,H0=65.276+1.427d‑76.778ε                         (1)其中,H0为临界高度,d为长水口(12)直径,ε为长水口(12)偏心率。

9.根据权利要求8所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的方法,其特征在于:所述的步骤二中,利用公式(2)、(3)计算得出钢包临界总质量,M0=Vρ+m           (2)

2 2

V=1/3πH0[r+(r+H0cotθ) +r(r+H0cotθ)]   (3)其中,M0为临界总质量;V为临界高度下的钢液总体积;r为钢包下底半径;ρ为钢液密度;

m为空包质量;θ为钢包侧壁面和底面的倾角。

10.根据权利要求9所述的一种通过旋转抑制汇流漩涡的方法,其特征在于:所述的步骤三中,利用公式(4)、(5)、(6)计算得出钢水中的产生电磁力,其中,B为磁感应强度;B0为搅拌器内腔的磁感应强度幅值;r为钢包内腔半径;r0为搅拌器内腔的半径;p为极对数;为电流密度;σ为钢水电导率;为感应电势;为滑差速度,即磁场与钢水相对运动的速度;为电磁力。