用于控制电磁搅拌器的方法和搅拌系统技术方案

本公开内容涉及控制电磁搅拌器的方法，该电磁搅拌器被布置在中间包的浸入式进入喷嘴SEN周围，该中间包设置有塞棒以控制中间包的吞吐量，该SEN被配置成提供熔融金属从中间包的出料，并且该电磁搅拌器被配置成在SEN中生成旋转磁场，其中，该方法包括控制(S1)电磁搅拌器仅在通过塞棒的气体流速在1.5NL/min至20NL/min的第一范围内时进行操作。

Method and agitation system for controlling electromagnetic stirrer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制电磁搅拌器的方法和搅拌系统
本公开内容总体涉及金属制造，尤其涉及用于控制电磁搅拌器的方法和搅拌系统。
技术介绍
浸入式进入喷嘴(SubmergedEntryNozzles，SEN)用于控制板坯(slab)连铸机模具中的流动模式，从而控制板坯质量和最终产品质量。通常的做法是将氩气吹扫到SEN中，目的是避免由于在SEN内壁上积聚的氧化物引起的喷嘴堵塞并且用于控制模具中的流动模式。随着对产品质量的更高要求，已经确定了常规SEN的若干问题，并且旋流喷嘴被认为是改善模具中的流动并且因此改善产品质量的一种有效措施。在过去的二十年，已经对流过中间包(tundish)喷嘴的熔融金属的电磁搅拌进行了开发。布置在喷嘴周围的电磁搅拌器的原理是在喷嘴中生成旋转磁场。由此在流过喷嘴的熔融金属中引起涡流。这就产生了使熔融金属在SEN中水平旋转的电磁力。CN100357049C公开了一种电磁旋流喷嘴。电磁旋流装置被设置在喷嘴周围的移动机构上，该移动机构可从铸造位置移动。
技术实现思路
尽管借助于SEN中的旋转/行进的磁场的搅拌可能对最终产品具有有益效果，但本专利技术人已经认识到为了能够提供所期望的较高质量的最终产品，即使将电磁搅拌用于在SEN中提供搅拌，也应该满足许多附加参数。鉴于以上所述，本公开内容的目的是提供一种控制设置在SEN周围的电磁搅拌器的方法，该方法解决或至少减轻了现有技术的问题。因此，根据本公开内容的第一方面，提供了一种控制电磁搅拌器的方法，该电磁搅拌器被设置在中间包的浸入式进入喷嘴SEN周围，该中间包设置有塞棒以控制中间包的吞吐量，该SEN被配置成提供熔融金属从中间包的出料(tapping)，并且该电磁搅拌器被配置成在SEN中生成旋转磁场，其中，该方法包括：控制电磁搅拌器仅在通过塞棒的气体流速在1.5NL/min至20NL/min的第一范围内时才进行操作。专利技术人已经发现，通过控制电磁搅拌器仅在气体流速为1.5NL/min或更高时才进行操作，可以提供比针对较低气体流速的电磁搅拌更有效的电磁搅拌。此外，专利技术人已经发现，结合比20NL/min高的气体流速的电磁搅拌器的操作会在SEN中生成气塞，这可能对模具中的流动和产品质量有害。因此，通过仅当气体流速在第一范围内时操作电磁搅拌器，可以提供SEN中的最佳搅拌，如果所有其他条件相同则确保较高质量的最终产品。NL/min意指标准升每分钟。术语“操作”在这里意指电磁搅拌器被配置成仅在通过塞棒的气体流速在指定的第一范围内时提供旋转磁场。电磁搅拌器具有被通电以提供该旋转磁场的线圈，因此，当操作电磁搅拌器时，线圈被通电，从而产生旋转磁场。当未操作电磁搅拌器时，线圈通常不通电，至少不会使它们在熔融金属中产生旋转磁场。根据一个实施方式，第一范围是2NL/min至15NL/min。已证明2NL/min至15NL/min的范围在能够提供较高质量的最终产品方面是特别有利的。根据一个实施方式，除了通过塞棒的气流在第一范围内，控制还涉及控制电磁搅拌器仅在铸造吞吐量至少为1.5ton/min时进行操作。专利技术人已经发现，如果在吞吐量小于1.5ton/min时应用电磁搅拌，则可以促进气泡的聚结，在SEN中生成气塞，这可能对模具中的流动和产品质量有害。根据一个实施方式，所述控制涉及控制电磁搅拌器仅在铸造吞吐量至少为1.8ton/min时才进行操作。一个实施方式包括，在控制步骤之前，获得通过塞棒的气体流速，其中，所述控制基于所获得的气体流速。根据一个实施方式，电磁搅拌器的控制涉及将在模具中熔融金属的受控的子弯液面(sub-meniscus)速度设置在0.20m/s至0.50m/s的第二范围内。根据一个实施方式，第二范围是0.25m/s至0.45m/s。一个实施方式包括获得模具中熔融金属的子弯液面速度，其中所述控制基于所获得的子弯液面速度。根据一个实施方式，气体是氩气。根据本公开内容的第二方面，提供了一种用于金属制造处理的搅拌系统，包括：电磁搅拌器，该电磁搅拌器被配置成布置在中间包的浸入式进入喷嘴SEN周围，该中间包设置有塞棒以控制中间包的吞吐量；以及控制系统，该控制系统被配置成控制电磁搅拌器仅在通过塞棒的气体流速在1.5NL/min至20NL/min的第一范围内时进行操作。根据一个实施方式，第一范围是2NL/min至15NL/min。根据一个实施方式，除了通过塞棒的气流在第一范围内，控制系统还被配置成控制电磁搅拌器仅在铸造吞吐量至少为1.5ton/min时进行操作。根据一个实施方式，控制系统被配置成控制电磁搅拌器仅在铸造吞吐量至少为1.8ton/min时才进行操作。根据一个实施方式，控制系统被配置成控制电磁搅拌器以将模具中熔融金属的受控的子弯液面速度设置在0.20m/s至0.50m/s的第二范围内。根据一个实施方式，第二范围是0.25m/s至0.45m/s。一个实施方式包括电源，该电源被配置成为电磁搅拌器供电，其中，控制系统被配置成控制电源从而控制电磁搅拌器。一个实施方式包括传感器，该传感器被配置成对SEN被配置成降低进入其中的模具中熔融金属的子弯液面速度进行测量，其中控制系统被配置成基于由传感器测量的子弯液面速度来控制电源。根据一个实施方式，传感器包括被配置成浸入熔融金属中的陶瓷杆，传感器被配置成测量陶瓷杆上的扭矩，其中，控制系统被配置成基于该扭矩控制电源。通常，权利要求中使用的所有术语将根据它们在
中的一般含义来进行解释，除非本文另有明确限定。除非另有明确说明，否则应该将对“一/一个/所述元件、设备、部件、装置等”的所有引用开放性地解释为指代元件、设备、部件、装置等的至少一个实例。附图说明现在将参照附图，借助示例描述本专利技术构思的具体实施方式，在附图中：图1示意性地示出了控制系统的框图；图2示意性地示出了包括图1中的控制系统的用于金属制造的组件；以及图3示出了借助图1中的控制系统控制电磁搅拌器的方法的流程图。具体实施方式现在将在下文中参照附图更全面地描述本专利技术构思，附图中示出了示例性实施方式。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术构思，并且本专利技术构思不应该被解释为限于本文阐述的实施方式；相反，这些实施方式是借助示例提供的，使得本公开内容将是详尽的和完整的，并且将本专利技术构思的范围完全传达给本领域技术人员。相同的附图标记在整个说明书中指代相同的元件。本公开内容涉及借助控制系统控制电磁搅拌器的方法。该方法用于金属制造处理，通常是连续铸造处理，例如钢制造处理、铝制造处理、铅制造处理或金属合金制造处理。该方法可以被配置成与小方坯(billet)连铸机、大方坯(bloom)连铸机或板坯连铸机一起使用。电磁搅拌器为被配置成布置在中间包的浸入式进入喷嘴(SEN)周围的类型。因此，电磁搅拌器被配置成提供对流过SEN的熔融金属的搅拌。因此，电磁搅拌器为在SEN周围周向延伸的类型。中间包包括SEN和具有轴向通道的塞棒，气体能够通过该轴向通道流动以控制中间包的铸造吞吐量。该气体通常是氩气。该方法涉及借助控制系统控制电磁搅拌器，使得电磁搅拌器仅在通过塞棒的气体流速在1.5NL/min至20NL/min的第一范围内时才进行操作。第一范围可以是例如2NL/min至15NL/min。为此，控制系统被配置成控制电磁搅拌器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制电磁搅拌器(13)的方法，所述电磁搅拌器(13)被布置在中间包(9)的浸入式进入喷嘴(11)SEN周围，所述中间包(9)设置有塞棒(15)以控制所述中间包(9)的吞吐量，所述SEN(11)被配置成提供熔融金属从所述中间包(9)的出料，并且所述电磁搅拌器(13)被配置成在所述SEN(11)中生成旋转磁场，其中，所述方法包括：控制(S1)所述电磁搅拌器(13)仅在通过所述塞棒(15)的气体流速在1.5 NL/min至20 NL/min的第一范围内时进行操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.20 EP 17156938.71.一种控制电磁搅拌器(13)的方法，所述电磁搅拌器(13)被布置在中间包(9)的浸入式进入喷嘴(11)SEN周围，所述中间包(9)设置有塞棒(15)以控制所述中间包(9)的吞吐量，所述SEN(11)被配置成提供熔融金属从所述中间包(9)的出料，并且所述电磁搅拌器(13)被配置成在所述SEN(11)中生成旋转磁场，其中，所述方法包括：控制(S1)所述电磁搅拌器(13)仅在通过所述塞棒(15)的气体流速在1.5NL/min至20NL/min的第一范围内时进行操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一范围是2NL/min至15NL/min。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，除了通过所述塞棒(15)的所述气流在所述第一范围内，所述控制(S1)还涉及控制所述电磁搅拌器(13)仅在铸造吞吐量至少为1.5ton/min时进行操作。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述控制涉及控制所述电磁搅拌器(13)仅在所述铸造吞吐量至少为1.8ton/min时进行操作。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：在所述控制的步骤(S1)之前，获得通过所述塞棒(13)的气体流速，其中，所述控制(S1)基于所获得的气体流速。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电磁搅拌器(13)的所述控制(S1)涉及将在模具(19)中熔融金属的受控的子弯液面速度设置在0.20m/s至0.50m/s的第二范围内。7.根据权利要求5所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：本特·吕德霍尔姆，弗雷德里克·桑德贝里，杨洪亮，扬埃里克·埃里克松，让马里·加尔平，布鲁诺·朗勒特，让吕克·库瑞，尼古拉斯·特里奥莱，蒂埃里·勒克斯特尔，
申请(专利权)人：ABB公司，安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE