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电磁搅拌课程设计

电磁搅拌课程设计目录

摘要…………………………………………………………………………Ⅰ

1前言…………………………………………………………………………1

1.1电磁搅拌技术发展历史………………………………………………1

2电磁搅拌技术概述…………………………………………………………5

2.1电磁搅拌技术的分类…………………………………………………5

2.2电磁搅拌特性…………………………………………7

3电磁搅拌的工作原理及其基本结构………………………………………10

3.1电磁搅拌器的工作原理………………………………………………10

3.2电磁搅拌器的基本结构………………………………………………11

4大方坯外置式结晶器电磁搅拌器简述……………………………………11

4.1连铸大方坯用的电磁搅拌……………………………………………11

5大方坯外置式结晶器电磁搅拌器的本体设计……………………………12

5.1感应器的设计…………………………………………………………12

5.2外壳的设计……………………………………………………………13

6电磁搅拌器冷却装置的确定………………………………………………15

6.1搅拌器发热来源分析…………………………………………………15

6.2冷却方式的确定………………………………………………………15

7设计感想…………………………………………………………………………16

参考文献……………………………………………………………………17

大方坯电磁搅拌器

摘要

电磁搅拌技术能够有效地改善铸坯的质量,成为金属凝固过程控制的重要手段之一。

不同位置的电磁搅拌可解决不同的铸坯质量问题,在细化铸坯晶粒,提高表面质量,降低中心偏折,减少中心缩孔等方面都能取得良好的效果。

本文叙述了电磁搅拌的作用机理,总结了电磁搅拌技术的发展、作用及其在国内外的应用,阐述了连铸结晶器电磁搅拌的冶金功能、存在问题及相应地改进措施。

基于电磁理论,分析了结晶器电磁搅拌形式下电磁搅拌参数(电流和搅拌频率)和连铸工艺参数(拉速和过热度)对铸坯质量的影响,并对改善铸坯质量的作用机理进行了探讨。

另外完成了外置式结晶器电磁搅拌器的工业化设计,并确定了电磁搅拌器的冷却装置。

随着技术的进步和发展,电磁搅拌技术不断更新和发展,必将迎来一个辉煌的应用前景。

关键词:

大方坯;电磁搅拌器;结构设计;线圈;连铸;中心偏析;电磁场

1前言

1.1电磁搅拌技术发展历史

近年来,我国的连铸生产发展迅猛,连铸机数量、所占比重以及连铸坯的产量已居世界第一。

与我国钢铁工业在世界上的地位一样,我国是一个连铸生产大国,但还不是连铸技术强国。

连铸是铸坯在强制冷却条件下连续运动且具有很长液相穴的凝固过程,在其生产过程中受到热应力和机械应力的作用,铸坯质量与热流分布、应力分布及其凝固组织、成分又受钢水对流运动和传热两个基本物理现象所控制,液相穴内钢水对流运动对消除过热度、凝固组织和成分偏析有重大的影响。

因此,连铸坯内部质量在很大程度上取决于它的凝固组织,理想的状态是要求铸坯内部能形成大面积的均匀而致密的等轴晶组织,但在实际凝固过程中,铸坯中往往出现偏析、疏松、缩孔、裂纹夹杂物聚集等现象和缺陷[1]。

随着连铸技术的不断发展以及用户对钢材质量的越来越重视,连铸技术中所出现的缺陷越来越突出,因而围绕提高连铸坯质量的研究工作迅速发展起来,电磁搅拌技术便应运而生[2]。

1.1.2电磁搅拌在国内的发展和应用现状

我国20世纪70年代末才开始研究电磁搅拌技术,主要经历了3个阶段:

⑴20世纪70年代末至80年代中期,我国开始对电磁搅拌进行摸和探讨,虽然经过实验及工业运行,但性能不太稳定。

20世纪80年代中期我国引进了一批特钢连铸机,都配有进口电磁搅拌装置,这虽然对我国连铸电磁搅拌技术的发展起了积极的作用,但也说明我国当时还不具备高性能电磁搅拌装置的制造能力。

⑵20世纪80年代后期,电磁搅拌得到国家的高度重视。

经过十多年的努力,我国电磁搅拌技术终于有了重大突破和发展。

1996年5月,武钢首次在大型厚板坯连铸机上成功使用国内自行设计研制的SEMS成套装置,标志我国结束了完全依靠引进进口电磁搅拌装置的历史。

这些装置的制作水平和使用效果已达到引进装置的水平,因此,促进EMS进口价格大幅下跌。

⑶1997年,宝钢同其它单位合作,成功研制了宝钢大板坯连铸SEMS,价格不足引进的。

宝钢SEMS的研制成功标志着我国已经具有研制高性能电磁搅拌装置的能力,且具备了出口竞争的实力。

但是,由于EMS国内的应用研究还不充分,不少厂家的运用还不尽人意,主要存在以下4个问题:

1.工艺试验不充分,未对工艺参数进行充分优化。

2.功率问题,国内引进的EMS多为早期产品,功率不足,无法发挥应有的效用。

3.水质处理问题,由于EMS功率大,电磁线圈多采用水内冷,对水质要求很高,而国内厂家水质处理大多达不到标准,造成线圈及接线处绝缘损坏。

4.钢种不合适,EMS对高碳钢、不锈钢、厚板等特殊钢种的作用比较明显,普通钢则效果有限,船板钢和某些低合金钢电磁强搅拌后,易产生白亮带和负偏析[10]。

由此可以看出,我国对EMS的研究和应用还比较落后。

因而,我们必须加大研究力度,使我国EMS技术进一步地发展。

2电磁搅拌技术概述

2.1电磁搅拌技术的分类

电磁搅拌技术是把电磁搅拌器和铸坯作为一个整体考虑的,它的分类方法多种多样[13]:

①按其所使用的电源、电源相数及其激发的磁场形态可分为:

交流感应式和直流传导式。

交流感应式又可分为两相和三相以及旋转永磁体。

②根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置和组合方式,大致可分为以下几种模式(见图1)。

图1

2.1.1一段电磁搅拌技术

⑴结晶器电磁搅拌(MoldEMS:

MEMS)

结晶器区域内电磁搅拌(MEMS):

采用旋转磁场搅拌器,使钢水产生旋转运动。

跨于结晶器和足辊的电磁搅拌器(M-IEMS):

采用旋转磁场搅拌器,使钢水产生旋转运动。

⑵铸流电磁搅拌器(StrandEMS:

SEMS)

结晶器下口电磁搅拌器(SubMoldEMS:

SMEMS):

采用旋转磁场搅拌器,使钢水产

生旋转运动。

足辊下电磁搅拌(IntinialEMS:

IEMS):

通常采用旋转磁场搅拌器,使钢水产生

旋转运动。

二冷区电磁搅拌(SecodaryCoolingZoneEMS:

SEMS):

采用转磁场搅拌器或行波磁场搅拌器,使钢水产生旋转运动或直线运动。

在改善白亮带缺陷上,后者比前者好。

⑶凝固末端电磁搅拌(FinilSolidificationZone:

FEMS)

通常采用旋转磁场搅拌器,使钢水产生旋转运动。

在电磁搅拌技术的发展初期,SEMS占主导地位,随着MEMS开发成功,SEMS已逐渐被MEMS所代替。

从目前在线使用情况看,除MEMS外已很少单独使用SEMS和FEMS。

通常SEMS和FEMS与MEMS组合成二段或三段组合搅拌。

2.1.2二段或三段组合搅拌

根据钢种、铸坯断面和质量要求及EMS的冶金机理,组合方式也是多种多样的,具体有:

⑴二段组合搅拌:

M+S,M+F,S+F,S1+S2等,从在线使用情况看,多数使用M+F。

⑵三段组合搅拌:

M+S+F。

⑶按搅拌形态可分为:

旋转搅拌和直线搅拌。

旋转搅拌是指旋转磁场的搅拌使钢水作旋转运动;直线搅拌是指行波磁场的搅拌使钢水作螺旋运动。

这几种类型各有其特点,如:

旋转搅拌,它的对成性好;搅拌速度由表面向中心减小,中心为零;上下影响区小;除MEMS外,白亮带较难避免;所需功率较小。

直线旋转,钢水除做正规的直线运动外,还有脉动;上下影响区大;白亮带较轻微且不连续,或不出现;所需功率大。

2.2.电磁搅拌特性

采用电磁搅拌可以有效地改善连铸坯的表面及皮下质量、扩大等轴晶区、减轻成分偏析、提高钢水纯净度及改善夹杂物的分布、减少内裂、疏松等低倍缺陷。

不同连铸机电磁搅拌器的使用情况和不同型式搅拌器的冶金效果不同。

浇注高碳钢时不同搅拌方式对细等轴晶区宽度的影响程度不相同其中组合搅拌所取得的效果最为满意。

电磁搅拌增等轴晶区的作用,使过热度的影响大大下降。

一般认为过热10-50℃电磁搅拌可使等轴晶区宽度从17%增加到47%。

刚种不同,在过热度一定的条件下,获得等轴晶率也不相同。

生产实践表明,含碳量为0.2%-0.45%的钢种,不用电磁搅拌铸坯的等轴晶率也可达20%-30%,而含碳量在0.5%以上的钢种,若不用电磁搅拌,几乎得不到等轴晶,只有通过结晶器电磁搅拌才能获得20-40%的等轴晶率。

M+F组合电磁搅拌大大改善了高碳钢大方坯中心偏析。

采用电磁搅拌后,显著降低了过热度对中心偏析的影响。

高碳钢大方坯连铸采用M+S或M+F组合电磁搅拌,是减轻中心偏析、改善夹杂物的分布和减少疏松等改善铸坯质量的有效手段。

此外,在采用电磁搅拌时应该引起注意,如果搅拌参数控制不当,反而会产生不希望的结果。

不是改善质量相反会产生白亮带,它是一种在疏印或酸侵低倍式样上肉眼可见的一种宏观缺陷。

其特征是在铸坯横断面低倍式样上呈环状白色亮区、成分特征主要是C、P、S的负偏析。

这种偏析缺陷严重影响钢的疲劳强度、淬透性、表面硬度,机械性能和机加工性能等。

2.2.搅拌工艺的选用

①单一式搅拌工艺[14]

在铸机上仅选用一种搅拌方式是比较普遍的使用方法,如MEMS或者SEMS,可以使铸坯内外质量得到有效改善,只要对碳偏析没有严格要求,无论敞开式浇注或保护式浇注都可采用。

从图2中可以发现铸坯的表面和皮下区是在装有MEMS的搅拌器内形成的,电磁搅拌产生的力使钢水旋转,冲刷凝壳的内表面,促使气体析出,并改善铸坯表层的温度和坯壳的不均匀性,控制了坯壳的致密性和尺寸形状,使表面针孔、皮下汽泡、夹渣、角裂、翻皮等缺陷大大改善或消除,同时,旋转的钢水使非金属夹杂物从凝固面上冲刷下来朝结晶器中央聚集,在钢水上面的弯液面产生一个沉淀区,由此铸坯的中心疏松、内裂、偏析得到有效改善。

图2结晶器电磁搅拌工艺的作用

也有单一选用二冷段电磁搅拌工艺的,因为STEMS能有效地细化晶粒,形成较宽

的等轴晶区域,其宽度取决于搅拌器安装位置处的液芯宽度,因此往往将SZEMS装在

离结晶器最近的位置。

设计这种搅拌器是为了提供螺旋式或行波式的搅拌运动,其中螺

旋式搅拌适用于小方坯,行波式搅拌适用于大方坯和板坯,适用的钢种为中碳钢、低合

金钢和不锈钢(搅拌形式见图3)。

图3SEMS的两种搅拌方式

除了上述两种搅拌形式外,新出现了一种螺旋桨式的S+EMS,它能叠加上面二种

搅拌运动,但投资额高,能耗大,至今尚未被广泛应用。

②组合式搅拌工艺

当浇注中高碳钢、高合金钢时,可能同时遇到注速快、过热度高,铸坯尺寸小等比较困难或特殊要求的连铸工艺,单一的搅拌工艺往往不能使铸坯形成足够的等轴晶结构,中心疏松或中心偏析还达不到最终产品的要求。

解决这种情况的简单办法是采用两个相隔一定距离的搅拌器,即M+S+MS或者S+SZEMS,见图4中的

(1)。

上述的组合式搅拌工艺可以有效地减轻合金元素沿轴向的聚集,但不能有效地减轻含碳量高的钢种在轴向的平均正偏析,于是出现了第二种组合式搅拌工艺。

即M+FEMSu或SZ+FEMS见图4中的

(2)(3),这种工艺主要依靠末端搅拌器(FEMS)使铸坯内的细晶粒和来凝固钢水的糊状区再次处于运动状态,轴向偏析的金属元素同周围的金属成分产生搅拌和混合,当铸坯内部凝固结束时,即形成新生的均匀的良好组织结构。

图4组合式搅拌工艺的形式

3电磁搅拌的工作原理及其基本结构

3.1电磁搅拌器的工作原理

电磁搅拌装置(Electromagneticstirrer:

EMS)的工作原理与三相异步电动机

工作原理基本相同。

电磁搅拌是借助在铸坯的液相穴内感生的电磁力,强化液相穴钢水的运动。

具体地讲,电磁搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内,就在其中产生感应电流,该感应电流与磁场相互作用产生电磁力,电磁力是体积力,作用在钢水体积元上,从而能推动钢水运动。

由此,强化钢水的对流、传热和传质过程,从而控制铸坯的凝固过程,有效地细化铸坯晶粒、扩大等轴晶区、减少中心偏析,改善铸坯表面和内在

质量。

它遵循两个基本规律[15]:

①电磁感应:

它们遵循右手定则

②感应电流与当地磁场的相互作用产生电磁力:

它们遵循左手定则

电磁力是体积力,作用在钢水体积元上,从而驱动钢水运动。

左手定则

3.2电磁搅拌器的基本结构

无论那种类型的电磁搅拌器,其基本结构都由两部分组成:

①感应器:

由铁心

绕组组成,用来激发磁场;②壳体:

由非磁不锈钢制成,用来保护感应器和热防护。

4大方坯外置式结晶器电磁搅拌器简述

4.1连铸大方坯用的电磁搅拌

各种电磁搅拌,尤其是组合式电磁搅拌,不仅能改善连铸大方坯的表面质量,也能改善其内部质量。

日本神户钢铁公司在其浇注300×400mm大方坯的2号和3号连铸机上安装了电磁搅拌装置。

其安装部位是在结晶器内和最终凝固区,电磁搅拌方式为旋转磁场型,所浇钢种为弹簧钢。

采用组合式搅拌后,即使在中间罐内钢水过热度达50℃的条件下,在连铸的大方坯中也能保证具有40的等轴晶率。

由于应用组合式电磁搅拌技术后增大了铸坯中的等轴晶率,铸坯的中心偏析和缩孔都减小了。

它不仅可以降低中心偏析的最大值,而且也可使中心偏析沿铸坯轴心方向的波动变小。

日本位友金属工业公司的和歌山厂,在其大方坯连铸机上采用了由线性电动机型搅拌和静磁场通电型搅拌组成的多级式电磁搅拌。

它是在二次冷却带的上都安装线性电动机,在二次冷却带的中部安装永久磁铁。

由于在大方坯连铸机上应用了这种多级式电磁搅拌,不仅增加了大方坯中的等轴晶率,而且也使其晶粒组织更为致密.德国蒂森钢铁公司在其浇注250X320mm大方坯的连铸机上,安装了平行磁场型的电磁搅拌器。

电磁搅拌器线圈中的最大电流强度为300A,最大起动功率为180kW.电源的频率为50Hz。

经采用电磁搅拌后,明显减轻了铸坯中的中心偏析,而且还避免了铸坯中已凝固部分与未凝固钢水之间界面上的负偏析.

 

5.1感应器的设计

感应器包括线圈和铁芯,它的作用是用来激发磁场的。

5.1.1线圈的设计

线圈主要是用来产生电磁的,它的绕制方式将直接影响电磁搅拌器的功用和效率

等。

线圈导线的选择是根据电流密度、线圈散热、功率因素等来选择的。

在该设计中我们将采用如下的设计方法:

⑴材料的选择

搅拌器电磁线的选择是确保电磁搅拌器质量的核心问题,其选择应把握住导线材质、进口聚酰亚胺-氟树脂复合薄膜的质量、烧结设备的水平及烧结工艺参数的确定。

绝缘漆采用进口材料专为电磁搅拌器而研制的防水无溶剂漆,漆膜附着力强,完整性好,绝缘电阻衰减缓慢,有效地保护了电磁线的绝缘,延长搅拌器的使用寿命。

通过查阅大量的文献资料与研究本设计将主要采用:

聚酰亚胺-复合薄膜绕包烧结线、聚酰亚胺薄膜自粘带、绝缘胶带、斜纹布带、橡胶板(厚10mm)、胶、热缩管、毛毡和502快干胶。

⑵线圈的绕制

在本设计中将运用如下的绕制方式和过程:

首先是前期的准备工作:

清理场地,将橡胶板平铺在绕线机和放线架之间。

用抹布将橡胶板抹干净。

然后对绕线模要进行必要的检测和休整,测量绕线模的尺寸是否符合图纸设计要求。

检测绕线模的越线槽宽度是否小于模芯短边的直线部分,越线槽要倒角,倒角的方向要于线圈绕制方向一致。

用锉刀和砂纸修整绕线模,使之表面光滑无毛刺。

然后再将聚酰亚胺复合薄膜绕包烧结线装在放线架上,出线方向为逆时针。

接下来就是做水隙,它的主要作用是使线圈散热更均匀。

在前期准备工作中的最后一项工作就是将毛毡剪成的长条,它是为以后将线圈隔开水隙做准备的。

前期准备工作完成后就是线圈的绕制了。

首先将绕线模按顺序装在绕线机上,安装牢靠,无松动、错位及变形等现象发生。

然后接通电源,脚踏离合开关,将安装好的绕线模试转几圈,观察是否平稳。

绕线速度控制在每分钟3圈。

先留出一个线饼的聚酰亚胺复合薄膜绕包烧结线,用聚酰亚胺薄膜自粘带包扎30mm长的聚酰亚胺复合薄膜绕包烧结线将其卡入越线槽,并将其固定在绕线模上包。

在刚开始绕时将剪成段的单芯电源导线嵌入绑线槽中,开始逆时针绕制里层的线圈,绕制好后将其固定在绕线模,将预先留出一个线饼的聚酰亚胺-复合薄膜绕包烧结线抖开拉直,与线盘上的聚酰亚胺复合薄膜绕包烧结线绑接在一起,用干净的毛巾将接头包好,将聚酰亚胺-复合薄膜绕包烧结线较整齐的滚在线盘上,把聚酰亚胺-复合薄膜绕烧结线拉直,顺时针绕制外层的线圈。

绕制完毕将单芯电源导线用老虎钳拧紧,松开螺栓取下线模,取出绕好的线圈,用绝缘胶带将线头包好。

接下来松开铜导线,用斜纹布带采取半包扎的方法将两饼线圈分开包扎好。

包扎要紧密、整齐。

然后将线圈成型模凸模放在整形架上,凸模上套上线圈,在两饼线圈间垫3mm厚的橡胶板。

套上凹模,在凹模上放一块10mm厚的钢板,将千斤顶放在钢板上,缓慢均匀给线圈施压,当线圈和木模面重合后保压20~30分钟。

撤除千斤顶,取出线圈。

拆除斜纹布带。

在这些工序后就要进行线圈绝缘电阻的测试,该工序是为了更准确的计算电磁力,是电磁搅拌更加的精确。

随后重复以上步骤绕好所有线圈。

此后将线圈的端头按技术要求连接,比好长度,剪掉多余的导线。

将线圈的端头剥干净,套入相应的热缩管,用薄铜皮将两线圈的端头包好,边加银铜焊条,边用氧焊焊接线圈的端头(线圈的端头应牢靠、无气孔、夹渣、裂纹等缺陷)。

锉平接头,涂上胶,收缩热缩管。

按以上步骤和技术要求将若干饼线圈连成一个大线圈。

在每饼线圈间做好水隙。

将做好水隙的线圈摆放整齐备用。

最后将六个分线圈两两并连成三个独立的大线圈,然后分出三个接线头,将线圈的端头用绝缘胶带包好(线圈外观如图14)。

图14线圈的外观

5.1.2铁芯的设计

铁芯在搅拌器中所起的作用主要是增加磁导率、构成磁路以及固定线圈的,它在本设计中主要是采用若干个硅钢片叠加起来构成的。

本设计之所以采用叠加的硅钢片主要是为了减少铁芯中的涡流损耗,同时在各个硅钢片之间要涂刷绝缘漆。

5.1.3搅拌力的确定[16]

⑴本体通以三相交流以后,产生旋转磁场.当液态金属防于旋转磁场内,液态金属的每一截面都被旋转磁场的磁力线切割,将产生感应电动势。

=BS(磁通带)wb

B:

磁感应强度,

,S:

垂直于磁力线切割磁场的面积,

,T:

时间,s

假设被搅拌的液态金属为一个环,产生的感应电流为

I:

感应电流,A.,R:

液态金属环的电阻,

p:

液态金属的电阻率,

;,H:

液态金属环的高度,m;,S:

液态金属的截面积,

;

这种简单情况下的电磁力由式:

F=I×B决定.

上述所指的是旋转运动的电磁力,即旋转磁场在液态金属中产生的电磁力的周向的分量为F。

正是由于液态金属在切线方向上受到的一个体积电磁力,这样液态金属在距离中心不同的位置上就受到一个力偶的作用,再由于液态金属内部的粘性,是液态金属进行运动。

实际的连铸机模型:

液态金属受电磁力的周向分力:

F=

P:

搅拌器的极数.

:

涡流角频率,

:

旋转磁场的周向磁感应强度,

;

:

旋转磁场的角频率,

;

=4∏f/p

;R:

搅拌器的半径,m,(内径);r:

液态金属的半径,m;t:

行波磁场的一个周期的时间,s;

:

涡流常数,

;

:

液态金属的角频率,

;f:

电源频率,

;

:

液态金属的电导率;

:

导磁率,

;

:

非磁性材料的导磁率,

约为1.

对于一般的大方坯电磁搅拌起来说,当电磁力达到2000N以上时就可以达到生产要求.

⑵电磁场在铸坯中的透入深度

根据法拉第电磁感应定律,交变磁通穿过导体时,导体中产生感应电流,该电流的流线呈闭合涡流状,简称涡流。

涡流在导体内又产生磁场,由于磁场间相互作用便表现为磁的集映现象,称为集映效应。

固集映效应的影响使电磁行波透入铸坯表面后逐渐衰减,搅拌时的电磁力仅在电磁波达到的范围内产生,这是电搅的理论依据。

当搅拌器的极矩τ≥π时,透入深度h可以写成下式:

滑差率:

行波磁场的速度,

=2τf,m/s;τ:

极矩,τ>

v=

液态金属流动的平均速度;u:

磁导率,h/m;

电导率,s/m;

对于某一种结构和电磁参数的搅拌器,液态金属的性能相对稳定时,

值一定,u和s的值变化也很小,因此只有改变f值才能使透入深度h值发生变化。

5.2外壳的设计

由于外壳并不属于标准化的部件,所以在本设计中外壳的设计将主要遵循以下几方面的原则:

⑴热强度;⑵机械强度;⑶不影响磁路;⑷配合尺寸等。

本设计是大方坯外置式电磁搅拌器,所以外壳的外径应相对较大,一般选取1225mm;内径一般选取880mm;高度一般选取560mm[17]。

圆柱体是由一块方形钢板经过滚制而成的,采用无缝焊接,以防止漏磁现象的出现。

其次,外壳设计部分应包括进出水管道的设计,水管的选用以及出线盒的设计。

其中,水管的设计应该首先要算出电搅本体产生的热量和钢水的辐射热量,然后计算出水流量最后再算管道的大小。

具体的设计样式如图15和图16所示。

由于该搅拌器体积庞大,搬运不易,所以为了搬运的方便搅拌器外壳上必须安装吊环,吊环的设计应按照搅拌器本体的大小来确定,其所能承受的极限力必须大于搅拌器本体的重力。

一般吊环在搅拌器上是对称分布的,一般为三个。

图15大方坯外置式结晶器电磁搅拌起外壳示意图

6电磁搅拌器冷却装置的确定

6.1搅拌器发热来源分析

电磁搅拌器运行时,主要接受三个方面的热量:

⑴绕组的焦耳热;⑵面对铸坯一侧的壳体焦耳热;⑶铸坯辐射热;其总受热量可达几十甚至上百千瓦[18]。

图16大方坯外置式结晶器电磁搅拌起外壳示意图

6.2冷却方式的确定

电磁搅拌冷却水系统主要用于冷却电磁搅拌器线圈,是电磁搅拌器安全正常运行的保证。

通常电磁搅拌器内绕组由中空断面的铜管线圈组成,其内通水冷却,所需冷却水由搅拌器后部端子螺栓连接橡胶软管供给,对水质要求高(蒸馏水或净化的除盐水)。

一套完整的冷却水系统应采用分质、分压供水,其包括三部分:

优质水闭路循环系

统、工业水开路循环系统、事故水系统,流程图见图17。

冷却水的温度、压力、流量及

离心泵运行情况由控制台监视报警装置测量。

图17电磁搅拌冷却水系统流程图

⑴优质水闭路循环系统

用于冷却电磁搅拌器的感应线圈,水通过离心泵作用闭路循环。

回路中设两台离心泵,互换使用,互为备用,使泵始终保持良好工作状态。

该系统上设有膨胀罐、补充水阀门、取样阀门,膨胀罐可自动向系统补水调压。

管道采用不锈钢管材,水质采用蒸馏水或净化的除盐水。

⑵工业水开路循环系统

利用外部生产净水通过热交换器冷却蒸馏水,系统中由温度调节器(温控阀)根据蒸馏水的水温控制工业水流量。

工业水可直接从生产净水配水管网引入循环。

⑶事故水系统

当开式系统出现事故时,如泵故障,则将事故管道上的两个三通阀打到事故位使泵、膨胀罐和热交换器与搅拌器线圈隔离,事故水直接从进搅拌器的管道流入冷却搅拌器线圈,并经事故水出水口排出。

该系统的水质可采用生活水等低导电率水,流量与蒸馏水相同。

由于本设计线圈的绕制方式和选材的局限,在此我们将使用一次外冷却系统对搅拌器进行冷却。

其对水质的要求如下表1。

表1冷却水系统水质表

7.课程设计体会

通过一周紧张的课程设计,使自己受益匪浅。

对于自己所学的只是有了更进一步的认识。

同时也加深了对所学理论的知识有了更进一步的理解。

在本次的课程设计中并不是一帆风顺的,遇到了很多困难,通过请教他人以及一趟趟的向图书管的奔跑,使我了解到在学习的道路上是艰辛的。

但是,看到老师以及同学的努力,使我明白这些并不能算做什么。

面对困难我们要勇于克服,才能让自己变得更加坚强,更

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