一种复合磁场的电磁振荡装置，包括绕组线圈和外铁芯，所述外铁芯的内部设有与所述绕组线圈大小相匹配的内腔且两端设有与所述内腔连通的开口，所述绕组线圈的中心通孔为工作通道，所述绕组线圈安装在外铁芯内腔中，并且所述外铁芯的开口与工作通道连通，所述绕组线圈与工作通道之间、所述绕组线圈与外铁芯之间均设有隔热材料层，所述绕组线圈与可同时提供直流和交流复合激励电流的电源控制器电连接，本实用新型专利技术实现在同一绕组线圈内通以交直复合电流以产生电磁振荡，缩小了装置结构体积。同时该装置在绕组线圈外部安置铁芯，提高了装置内腔中的磁通密度，充分发挥了复合磁场对铸坯表面的振荡效果。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种复合磁场的电磁振荡装置。
技术介绍
为改善和细化金属凝固组织，提高材料的综合性能，在冶金及金属材料加工领域，主要采用的方法有:脉冲磁场或脉冲电流、机械或电磁搅拌、电磁振荡。施加脉冲电流和脉冲磁场细化晶粒组织需要瞬时大电流或高电压，同时易引起金属液面波动，造成溶液吸气和裹进氧化物等夹杂，金属凝固组织的细化效果受限；采用搅拌法也是目前大量使用的晶粒细化方法，机械搅拌法由于受整个连铸生产线安装空间和安全性的考虑，应用具有一定的局限性；电磁搅拌目前被大量应用，但由于搅拌引起金属溶液旋流速度较大，容易在固液两相区产生负偏析，形成白亮带，影响金属的冶金质量，须谨慎使用；电磁振荡技术，利用电磁软接触和微搅拌相结合的方法，通过恒稳磁场和交变磁场的交互作用，产生Lorentz力，使金属熔体产生受迫振荡。电磁振荡力通过反复拉伸与压缩增加了熔体对高温固相化合物及准固相原子团簇的润湿，对熔体产生相当大的扰动，更有利于对金属组织的细化。但现有的电磁振荡装置，存在如下不足和缺陷:1、由于目前使用的电磁振荡装置必须配备两个电源装置对双线圈分别供电，一个用以产生恒稳磁场，另一个产生交变磁场，最终恒稳与交变磁场复合产生电磁振荡，从而造成装置结构不紧凑，安装空间较大。2、另外由于装置中的两个线圈相隔一定距离，从而降低了恒稳磁场和交变磁场相互作用的效果，产生的磁感应强度及电磁力偏小，不适用于工业生产。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构简单、电磁振荡力大、实用性强且金属凝固组织细化效果较好的复合磁场的电磁振荡装置。本技术的目的通过下述技术方案予以实现:一种复合磁场的电磁振荡装置，包括绕组线圈和外铁芯，所述外铁芯的内部设有与所述绕组线圈大小相匹配的内腔且两端设有与所述内腔连通的开口，所述绕组线圈的中心通孔为工作通道，所述绕组线圈安装在外铁芯内腔中，并且所述外铁芯的开口与工作通道连通，所述绕组线圈与工作通道之间、所述绕组线圈与外铁芯之间均设有隔热材料层，所述绕组线圈与可同时提供直流和交流复合激励电流的电源控制器电连接。所述绕组线圈与工作通道之间设有绝缘云母板密封，所述绕组线圈与外铁芯之间设有硅酸铝层。所述绕组线圈外侧的外铁芯由高导磁材料组成。所述绕组线圈为螺线管形式，所述绕组线圈绕线形状为圆型或方型，所述绕组线圈线方式为单线或多线并绕。所述绕组线圈上设有冷却绕组线圈的冷却装置。由于采用上述方案，本装置采用一个绕组线圈，通过一个电源控制器控制交替给绕组线圈分别提供直流和交流激励电流，从而使得绕组线圈产生一种恒稳与交变交互作用的复合磁场，使得通过复合磁场的铸坯在坯壳凝固前沿产生较大且稳定的向外拉伸和向里箍缩的交变电磁力，使凝固前沿产生振荡带动金属液体中的树枝晶作正反两方向振荡而折断枝晶，成为等轴晶的核心，起到了细化凝固组织的作用；另外，电流的焦耳热效益显著提高了固液两相界面前沿的温度梯度，进一步改善了铸坯的组织和性能；同时，由于金属液体在这种作用力下不存在过大的同向旋转运动，因此，降低了振荡过程中白亮带的形成，同时由于只采用了一个绕组线圈这样使得本装置结构紧凑，本装置在绕组线圈外还套装有外铁芯，从而在同样外部激励条件下，其内部磁通密度增大了 30% -45%，更有利于振荡力的提尚O【附图说明】图1为本技术的结构示意图。图2为本技术绕组线圈、工作通道和绝缘云母板连接关系示意图。附图中，1、绕组线圈，2、外铁芯，3、铸坯，4、冷却装置，5、电源控制器，6、硅酸铝层，7、绝缘云母板。【具体实施方式】下面结合附图，来说明复合磁场的电磁振荡装置的【具体实施方式】。如图1所示，一种复合磁场的电磁振荡装置，包括绕组线圈1、外铁芯2、电源控制器5、冷却装置4，电源通过电源控制器5可同时提供交直复合电流给绕组线圈I以产生一种恒稳与交变交互作用的复合磁场，外铁芯2的内部设有与所述绕组线圈I大小相匹配的内腔且两端设有与所述内腔连通的开口，所述绕组线圈I的中心通孔为工作通道，铸坯3从所述工作通道中通过，所述绕组线圈I安装在外铁芯2内腔中，以提高装置内腔的磁通密度，并且所述外铁芯2的开口与工作通道连通，如图2所示，所述绕组线圈I与工作通道之间设有绝缘云母板7密封，所述绕组线圈I与外铁芯2之间设有硅酸铝层6。所述绕组线圈I为螺线管形式，所述绕组线圈绕线形状为圆型或方型，所述绕组线圈线方式为单线或多线并绕。所述绕组线圈上设有冷却绕组线圈的冷却装置4。在使用时，打开电源，铸坯3从工作通道中通过，电源通过电源控制器5产生一种恒稳与交变交互作用的复合磁场，使复合磁场在铸坯3坯壳凝固前沿产生较大且稳定的向外拉伸和向里箍缩的交变电磁力，使凝固前沿产生振荡带动金属液体中的树枝晶作正反两方向振荡而折断枝晶，成为等轴晶的核心，起到了细化凝固组织的作用。【主权项】1.一种复合磁场的电磁振荡装置，包括绕组线圈和外铁芯，其特征在于:所述外铁芯的内部设有与所述绕组线圈大小相匹配的内腔且两端设有与所述内腔连通的开口，所述绕组线圈的中心通孔为工作通道，所述绕组线圈安装在外铁芯内腔中，并且所述外铁芯的开口与工作通道连通，所述绕组线圈与工作通道之间、所述绕组线圈与外铁芯之间均设有隔热材料层，所述绕组线圈与可同时提供直流和交流复合激励电流的电源控制器电连接。2.根据权利要求1所述的复合磁场的电磁振荡装置，其特征在于:所述绕组线圈与工作通道之间设有绝缘云母板密封，所述绕组线圈与外铁芯之间设有硅酸铝层。3.根据权利要求2所述的复合磁场的电磁振荡装置，其特征在于:所述绕组线圈外侧的外铁芯由高导磁材料构成。4.根据权利要求3所述的复合磁场的电磁振荡装置，其特征在于:所述绕组线圈为螺线管形式，所述绕组线圈绕线形状为圆型或方型，所述绕组线圈线方式为单线或多线并绕。5.根据权利要求1至4之一所述的复合磁场的电磁振荡装置，其特征在于:所述绕组线圈上设有冷却绕组线圈的冷却装置。【专利摘要】一种复合磁场的电磁振荡装置，包括绕组线圈和外铁芯，所述外铁芯的内部设有与所述绕组线圈大小相匹配的内腔且两端设有与所述内腔连通的开口，所述绕组线圈的中心通孔为工作通道，所述绕组线圈安装在外铁芯内腔中，并且所述外铁芯的开口与工作通道连通，所述绕组线圈与工作通道之间、所述绕组线圈与外铁芯之间均设有隔热材料层，所述绕组线圈与可同时提供直流和交流复合激励电流的电源控制器电连接，本技术实现在同一绕组线圈内通以交直复合电流以产生电磁振荡，缩小了装置结构体积。同时该装置在绕组线圈外部安置铁芯，提高了装置内腔中的磁通密度，充分发挥了复合磁场对铸坯表面的振荡效果。【IPC分类】B22D11-115【公开号】CN204430226【申请号】CN201520028143【专利技术人】肖红, 何浩, 袁俊, 蒋晓奇, 王强, 刘毅 【申请人】湖南中科电气股份有限公司【公开日】2015年7月1日【申请日】2015年1月15日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合磁场的电磁振荡装置，包括绕组线圈和外铁芯，其特征在于：所述外铁芯的内部设有与所述绕组线圈大小相匹配的内腔且两端设有与所述内腔连通的开口，所述绕组线圈的中心通孔为工作通道，所述绕组线圈安装在外铁芯内腔中，并且所述外铁芯的开口与工作通道连通，所述绕组线圈与工作通道之间、所述绕组线圈与外铁芯之间均设有隔热材料层，所述绕组线圈与可同时提供直流和交流复合激励电流的电源控制器电连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖红，何浩，袁俊，蒋晓奇，王强，刘毅，
申请(专利权)人：湖南中科电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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