CN110303126A - 一种智能化板坯电磁搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能化板坯电磁搅拌系统，所述板坯两侧分别设置有结晶器铜板，每个结晶器铜板的远离所述板坯一侧均设置有k个搅拌装置，k≥2，所述k个搅拌装置沿结晶器铜板的宽度方向依次设置，所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括用于调整所述搅拌装置在结晶器铜板宽度方向上的位置的水平调节装置、用于调整所述搅拌装置在结晶器铜板高度方向上的位置的高度调节装置。本发明可以在线监测搅拌器的工作性能，从而对搅拌器的冶金效果进行实时监控；本发明每台搅拌器由多台搅拌装置沿结晶器铜板宽度方向上一字排开设计，可以根据需要对搅拌装置在结晶器铜板宽度方向上的位置、在结晶器铜板高度方向上的位置进行自动调整。

Description

一种智能化板坯电磁搅拌系统

技术领域

本发明属于钢铁冶金连铸生产控制领域，具体涉及一种智能化板坯电磁搅拌系统。

背景技术

电磁搅拌技术是指在连铸生产中安装电磁搅拌器，通过产生的电磁力驱动钢液旋转，从而改变钢液的流动、传热、传质，改善铸坯质量的技术。根据电磁力产生的形式，电磁搅拌主要分为2种：第一种电磁搅拌装置产生的电磁力为线型，这种装置主要应用在板坯连铸生产过程；第二种产生的电磁力为旋转型，这种装置主要应用于圆坯和方坯。针对板坯连铸，由于宽厚比大于3，往往采用行波磁场的电磁搅拌。即，在板坯宽面布置电磁搅拌装置，在沿板坯宽面区域内产生一个运动的交变磁场，该交变的磁场会在钢液中产生出感应电流，感应电磁与交变磁场相互作用，产生一个与行波磁场运动方向相同的电磁力，在电磁力的推动下，液体钢水流动，从而达到搅拌的目的。搅拌作用有利于夹杂物和气泡的上浮，能有效改变铸坯的内部质量；另外电磁搅拌使钢液内部的温度和成分更加均匀，有利于细化晶粒，提高等轴晶率。因此，人们对电磁搅拌进行了广泛的研究及工业应用。

现有板坯电磁搅拌系统具有以下不足：

a、无法智能选择搅拌区域，主要由于现有搅拌器结构尺寸固定，无法根据板坯规格，智能选择搅拌区域。如：中国专利CN 1064755237 A将搅拌器铁芯设计成一个整体，在每个线圈上单独设计一个开关，通过控制每个开关的闭合来调整搅拌器沿结晶器宽度方向上的搅拌区域，由于板坯结晶器电磁搅拌线圈较多，导致线圈接头、接线及控制难度较大，不利于工业应用推广。

b、现有技术中一般通过人工调节安装高度，调节效率低。如：中国专利CN104646640 A，通过加垫块的形式调节搅拌器的高度，但是加垫块无法实现实时调节，而且由于钢连铸过程的温度较高，人工不易接近，因此调节效率很低；

c.在板坯宽面(结晶器铜板的宽度方向)上，搅拌器的位置无法进行调节。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现在板坯电磁搅拌系统搅拌器结构尺寸固定从而无法根据板坯规格选择搅拌区域、无法调节结晶器铜板的宽度方向上搅拌器的位置的问题，提供一种智能化板坯电磁搅拌系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能化板坯电磁搅拌系统，包括在所述电磁搅拌运行时供板坯通过的板坯通道，所述板坯通道两侧分别设置有结晶器铜板，每个结晶器铜板的远离所述板坯一侧均设置有k个搅拌装置，k≥2，所述k个搅拌装置沿结晶器铜板的宽度方向依次设置，所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括用于调整所述搅拌装置在结晶器铜板宽度方向上的位置的水平调节装置、用于调整所述搅拌装置在结晶器铜板高度方向上的位置的高度调节装置。

本发明中，通过设置水平调节装置、高度调节装置，可以对搅拌装置在结晶器铜板宽度方向上的位置、在结晶器铜板高度方向上的位置进行调节，从而根据需要选择搅拌位置。

进一步地，所述高度调节装置包括沿结晶器铜板高度方向上设置的导向柱，所述导向柱上套接有可沿导向柱滑动的基板；

所述水平调节装置包括在基板上沿结晶器铜板宽度方向上开设的导向槽；

每个搅拌装置两侧均固定连接有可沿导向槽滑动的调节滑板。

本发明中，基板沿导向柱在结晶器铜板高度方向上滑动从而调整所述搅拌装置在结晶器铜板高度方向上的位置；调节滑板沿导向槽在结晶器铜板宽度方向上滑动从而调整该搅拌装置在结晶器铜板宽度方向上的位置。

进一步地，所述调节滑板为中空结构，所述调节滑板的中空结构内设置有用于检测调节滑板在结晶器铜板宽度方向上的位置传感器。

通过将位置传感器设置在调节滑板的中空结构中，可以节省空间，方便布置。

进一步地，所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括用于对结晶器铜板进行冷却的第一冷却装置。

进一步地，所述第一冷却装置沿结晶器铜板的宽度方向设置，所述第一冷却装置具有设置在结晶器铜板上的底部、设置在底部上且首尾相接的多个侧部，所述底部、多个侧部围成第一冷却装置的内腔，且所述第一冷却装置的内腔的开口位于远离结晶器铜板的第一冷却装置的一侧，所述搅拌装置伸入所述第一冷却装置的内腔中，所述第一冷却装置的底部和/或侧部为中空结构，所述底部和/或侧部的中空结构中容纳有冷却液体。

本发明中，通过设置第一冷却装置的内腔，且令搅拌装置伸入内腔中，使得第一冷却装置也可以对搅拌装置进行冷却。

所述第一冷却装置由不锈钢制成且用于支撑结晶器铜板，所述底部与结晶器铜板相互接触。

申请人在研究时发现，由于结晶器铜板在磁场作用区间内容易涡流发热，且铜的结构强度不如不锈钢等材质，结构强度不足以固定支撑板坯钢水的静压力。本发明中，第一冷却装置的底部与结晶器铜板相互接触，第一冷却装置由不锈钢制成，第一冷却装置对结晶器铜板进行冷却又对其结构进行固定支撑。

进一步地，背离结晶器铜板的底部表面上设置有向所述第一冷却装置的内腔的开口方向延伸的多个凸起结构；

优选地，所述凸起结构具有中空结构，所述凸起结构的中空结构中容纳有温度传感器、磁感应强度测量装置；

优选地，各个凸起结构成阵列形状设置。

本发明中，通过设置凸起，使得搅拌装置不与第一冷却装置的底部直接接触，减少磨损。同时，由于各个凸起之间形成了间隙，便于散热。通过在凸起结构内容纳温度传感器、磁感应强度测量装置，使得传感器便于容纳，且便于对搅拌装置工作过程中的温度、磁场进行测量。

进一步地，所述调节滑板安装在基板一侧，所述基板另一侧连接有具有内腔的壳体，所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括冷却水管路，所述冷却水管路伸入所述壳体的内腔并延伸到靠近基板的位置，从而对所述搅拌装置进行冷却。

本发明中，各个冷却水管路间隔着基板分别对各个搅拌装置进行冷却。

在一种优选实施方式中，所述冷却水管路上设置有用于检测水路的流量和/或压力和/或温度的检测装置。

通过对水路的流量和/或压力和/或温度进行检测，可以对第二冷却装置的冷却进行监控。

进一步地，所述搅拌装置包括铁芯，所述铁芯包括沿铁芯长度方向上设置的多个齿部、位于相邻的两个齿部之间的连接部，相邻的两个齿部之间的连接部与所述相邻的两个齿部形成凹槽，每个凹槽中的连接部上均绕制有线圈；在结晶器铜板高度方向上，各个线圈的顶面、底面分别与各个齿部的顶面、底面相互平齐。

本申请中，在结晶器铜板高度方向上通过令各个线圈的顶面、底面分别与各个齿部的顶面、底面相互平齐，使得顶面、底面避免漏磁。

进一步地，还包括k个PLC控制单元，每个搅拌装置均由PLC控制单元独立控制。通过对各个搅拌装置进行独立控制，使得可以在需要时仅启动所需要的搅拌装置，从而节能且提高工作效率。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1)智能选择搅拌区域，本发明每台搅拌器由多台搅拌装置沿板坯宽面一字排开设计，因此，根据板坯的板宽，可智能启动搅拌装置，极大的节约电能。

2)本发明可根据搅拌需要，通过调整搅拌装置的高度对搅拌区域进行调整，既方便可靠又节省人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的智能化板坯电磁搅拌系统的结构示意图；

图2为图1中板坯、结晶器铜板、第一冷却装置、壳体部分的俯视结构示意图；

图3为本发明搅拌器的结构示意图；

图4为从一个方向看的图3中调节滑板安装在基板上的结构示意图；

图5为从另一个方向看的图3中调节滑板安装在基板上的结构示意图；

图6为本发明实施例的搅拌装置的结构示意图；

图7为本发明实施例的搅拌装置与磁屏蔽罩的结构示意图；

图8为本发明实施例的铁芯齿部的结构示意图；

图9为本发明实施例的第一冷却装置的结构示意图；

图10为本发明的搅拌器沿拉坯方向的磁感应强度分布；

图11为本发明一种实施方式中进行故障诊断的步骤流程图。

上述附图中：1-入式水口，2-板坯，3-结晶器铜板，31-板坯宽边，32-板坯窄边，4-第一冷却装置，41-底部，42-侧部，43-凸起结构，51-搅拌装置，52-壳体，521-冷却水进水管，522-冷却水出水管，523-出线盒，53-液压调节机构，54、磁屏蔽罩，55-铁芯，551-齿部，552-连接部，56-线圈，57-基板，58-调节滑板，591-导向柱，592-导向槽，6-电源控制系统，8-自循环净化冷却水系统，10-温度传感器，13-流量计，14-压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-9所示，本发明提供一种智能化板坯电磁搅拌系统，包括在所述电磁搅拌运行时供板坯2通过的板坯通道。所述智能化板坯电磁搅拌系统位于结晶器铜板3外侧。所述板坯通道两侧分别设置有结晶器铜板3，其特征在于：每个结晶器铜板3的远离所述板坯2一侧均设置有k个搅拌装置51，k≥2，所述k个搅拌装置51沿结晶器铜板3的宽度方向依次设置，所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括用于调整所述搅拌装置51在结晶器铜板3宽度方向上的位置的水平调节装置、用于调整所述搅拌装置51在结晶器铜板3高度方向上的位置的高度调节装置。

板坯2具有板坯宽边31和板坯窄边32。本发明中，结晶器铜板3的宽度方向即为板坯宽边31的延伸方向。结晶器铜板3的高度方向即为供板坯2通过的板坯通道的延伸方向，即拉坯方向。结晶器铜板3的宽度方向与板坯断面的宽度方向的表述的含义是相同的。

所述第一调节装置包括用于调整所述搅拌装置51在结晶器铜板3宽度方向上的位置的水平调节装置、用于调整所述搅拌装置51在结晶器铜板3高度方向上的位置的高度调节装置，各个搅拌装置51在结晶器铜板3高度方向上的位置相同。

所述高度调节装置包括沿结晶器铜板3高度方向上设置的导向柱591，所述导向柱591上套接有可沿导向柱591滑动的基板57；

所述水平调节装置包括在基板57上沿结晶器铜板3宽度方向上开设的导向槽592；

每个搅拌装置51在结晶器铜板3宽度方向上的两侧均固定连接有可沿导向槽592滑动的调节滑板58。

所述基板57沿导向柱591滑动从而调整所述搅拌装置51在结晶器铜板3高度方向上的位置；

所述调节滑板58沿导向槽592滑动从而调整该搅拌装置51在结晶器铜板3宽度方向上的位置。

所述调节滑板58为中空结构，所述调节滑板58的中空结构内设置有用于检测调节滑板58在结晶器铜板3宽度方向上的位置传感器。

调节滑板58上设置有安装孔，可通过安装孔将搅拌装置51与其两侧的调节滑板58固定连接。

所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括用于对结晶器铜板3进行冷却的第一冷却装置4。

所述第一冷却装置4沿结晶器铜板3的宽度方向设置，所述第一冷却装置4具有设置在结晶器铜板3上的底部41、设置在底部41上且首尾相接的多个侧部42，所述底部41、多个侧部42围成第一冷却装置4的内腔，且所述第一冷却装置4的内腔的开口位于远离结晶器铜板3的第一冷却装置4的一侧，所述搅拌装置52伸入所述第一冷却装置4的内腔中，所述第一冷却装置4的底部41和/或侧部42为中空结构，所述底部41和/或侧部42的中空结构中容纳有冷却液体。冷却液体优选为冷却水。

所述第一冷却装置4由不锈钢制成且用于支撑结晶器铜板3，所述底部41与结晶器铜板3相互接触。所述底部41与结晶器铜板3之间为可拆卸连接。

背离结晶器铜板3的底部41表面上设置有向所述第一冷却装置4的内腔的开口方向延伸的多个凸起结构43；

优选地，所述凸起结构43为中空结构，所述凸起结构43的中空结构中容纳有温度传感器、磁感应强度测量装置；

优选地，所述凸起结构43的数量为多个，各个凸起结构43成阵列形状设置。

申请人在研究时发现，原有的搅拌器的性能指标(如：磁感应强度、电磁力)需手动人工测量，无实时在线检测，不能评价电磁搅拌系统的工作性能。本发明中，通过设置温度传感器、磁感应强度测量装置，从而可以对搅拌器的性能指标进行监测。本发明实时在线监测搅拌器的工作性能(如：磁感应强度、电磁力)，本发明利用霍尔传感器检测搅拌器的磁感应强度，通过电力电缆将信号传输至控制面板上，对搅拌器的冶金效果进行实时监控。

所述调节滑板58安装在基板57一侧，所述基板57另一侧连接有具有内腔的壳体52，所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括冷却水管路，所述冷却水管路伸入所述壳体52的内腔并延伸到靠近基板57的位置，从而对所述搅拌装置51进行冷却；

更优选地，所述冷却水管路上设置有用于检测水路的流量和/或压力和/或温度的检测装置。

检测水路的流量、压力、温度的检测装置可分别采用流量传感器、压力传感器、温度传感器。这些传感器均为非常常用的装置，本领域技术人员理解如何选型。

所述搅拌装置51包括铁芯55，所述铁芯55包括沿铁芯55长度方向上设置的多个齿部551、位于相邻的两个齿部551之间的连接部552，相邻的两个齿部551之间的连接部552与所述相邻的两个齿部551形成凹槽，每个凹槽中的连接部552上均绕制有线圈56。

在结晶器铜板3高度方向上，各个线圈56的顶面、底面分别与各个齿部551的顶面、底面相互平齐。

所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括k个PLC控制单元，每个搅拌装置51均由PLC控制单元独立控制。

本申请中，可以在背离结晶器铜板3的搅拌装置51的一面设置磁屏蔽装置。磁屏蔽装置优选为磁屏蔽罩。更优选地，磁屏蔽罩将除了靠近结晶器铜板3的搅拌装置51一侧的搅拌装置51的各个侧面均罩住。由于搅拌装置51的工作面为朝向结晶器铜板3的搅拌装置51的一面。本申请中，在结晶器铜板3高度方向上通过令各个线圈56的顶面、底面分别与各个齿部551的顶面、底面相互平齐，使得顶面、底面避免漏磁。通过设置磁屏蔽罩，使得背离结晶器铜板3的搅拌装置51一面避免漏磁，从而使得3个非工作面都可以避免漏磁。

所述调节滑板58由不导磁的不锈钢制成。

沿所述搅拌装置51在结晶器铜板3的高度方向的位置可采用液压调节机构53进行调节，即液压调节机构53位于基板57下方，通过气动装置推动，使得基板57在沿导向柱591上下运动，从而调节基板57的位置，从而调节结晶器铜板3在高度方向上的位置。调整该搅拌装置51在结晶器铜板3宽度方向上的位置之后，可以用插销的方式固定调节滑板58，插销插入导向槽592内。

本发明提供一种板坯电磁搅拌系统，包括：结晶器铜板3、第一冷却装置4、电磁搅拌器5、电源控制系统6、故障自诊断系统、自循环净化冷却水系统8、电力电缆、温度传感器10、霍尔传感器、位置传感器、流量计13。当连铸机浇钢时，钢水经浸入式水口，从结晶器铜板3中间连续通过。第一冷却装置4紧贴结晶器铜板3安装，对结晶器铜板3进行冷却同时对结晶器铜板3进行结构强化和固定。搅拌器5的搅拌装置51插入至第一冷却装置4的内腔内。内外弧侧的搅拌装置51间隔结晶器铜板3相对安装，并间隔结晶器铜板3对铸坯实施搅拌。

电磁搅拌器5包括k台搅拌装置51(k≥2)、壳体52、出线盒。

搅拌装置51安装在壳体52的调节滑板58上，在搅拌器5内沿结晶器板面方向一字排列；

出线盒523焊接在壳体52上，出线盒523的数量与搅拌装置数量一致；

壳体52主要由不锈钢材料制成，主要作用是：便于搅拌器5的安装、防撞保护电磁搅拌装置。

电源控制系统6通过模块化PLC控制单元分别对各个搅拌装置51提供变频电源，PLC控制单元的数量与搅拌装置51一致都为k个。

本专利的搅拌器是由2个及以上搅拌装置组成。搅拌装置再由多个线圈组成。本专利通过PLC控制搅拌装置。

本申请中，搅拌装置的个数与PLC的个数相同。相比于线圈个数与开关个数相同的现有技术，本专利控制数量及智能性大幅提高。

所述搅拌装置51还包括为所述线圈56供电的励磁电源，所述励磁电源为m相电源，所述线圈56的个数为2m的整数倍。

自循环净化冷却水系统8用于对搅拌器5提供循环清洁的冷却水，各水路上都有流量计13，压力传感器14，对各水路的流量和压力进行监控，一旦流量异常，控制面板上即有报警提示。

电力电缆主要用于电源及信号传输。信号传输装置包括温度传感器10、霍尔传感器、位置传感器、流量计13、压力传感器14。信号传输装置所检测到温度、磁感应强度、位置、流量、压力信号，通过电力电缆，利用无线电力载波通讯至电源控制系统6内，在控制面板上显示。

调节滑板58由高强度、不导磁的不锈钢制成，通过液压调节机构对调节滑板58的位置进行调节，可实现搅拌装置51在沿结晶器铜板3的宽度方向的位置的调整。

搅拌装置51的即铁芯齿在非工作的两侧宽度与线圈相同，铁芯齿和线圈在两侧面平齐，以达到减少非工作面漏磁、提高磁场利用率的作用；

搅拌器冷却水管54为两进两出，在壳体52内再利用分水管给各搅拌装置51分别供水冷却。

图1为本发明的系统结构示意图，图2为本发明的系统俯视结构示意图，钢液由浸入式水口1，连续从结晶器铜板3中间通过。第一冷却装置4优选为冷却水箱。第一冷却装置4优选为不锈钢水箱。第一冷却装置4紧贴结晶器铜板3安装，对结晶器铜板3进行冷却又对其结构进行固定支撑。由于结晶器铜板3是一整块约30mm厚的铜板，在磁场作用区间内，容易涡流发热，且铜的结构强度不如不锈钢等材质，结构强度不足以固定支撑板坯钢水的静压力。因此，利用不锈钢水箱在铜背后起固定支撑及冷却的作用。第一冷却装置4由不锈钢制成，所述底部41紧贴结晶器铜板3安装且为可拆卸连接。第一冷却装置4中的水由连铸系统另外提供。第一冷却装置4属于连铸装置。不锈钢水箱由不锈钢背板，空心内腔及水冷夹层42组成。搅拌器5由k台搅拌装置51组成，搅拌器5的搅拌装置51插入在不锈钢水箱4的内腔内。搅拌器5间隔结晶器铜板3对置安装，并间隔结晶器铜板3对钢水进行搅拌作用。各搅拌装置51由模块化的PLC控制单元单独控制。本发明中搅拌器出线盒523、PLC控制单元的数量与搅拌器5内搅拌装置51的数量一致。

第一冷却装置4紧贴结晶器铜板3安装，对结晶器铜板3进行冷却又对其结构进行固定支撑。由于结晶器铜板是一整块约30mm厚的铜板，在磁场作用区间内，容易涡流发热，且铜的结构强度不如不锈钢等材质，结构强度不足以固定支撑板坯钢水的静压力。因此，利用不锈钢水箱在铜背后起固定支撑及冷却的作用。结晶器铜板3是由铜材质制作而成，其热导率高，用于快速带走铸坯坯壳的热量，冷却钢水形成坯壳，但是结构强度不高，铜容易变软。第一冷却装置4由不锈钢制成，不锈钢结构强度高，可以对前面的结晶器铜板进行支撑、固定，以防止结晶器铜板受力变形。基板57通过螺栓固定在第一冷却装置4上，搅拌器插入基板57内。第一冷却装置4、基板57、搅拌器5三者形成一个整体，置于连铸机震动平台上。连铸机震动平台是便于钢液顺行流过结晶器，不粘连冻住，是现有技术中常用的装置，本领域技术人员可以理解。

图3为本发明搅拌器的结构示意图，图4、图5为从不同方向看的搅拌器中调节滑板与基板的结构示意图。如图3-5所示，搅拌器5包括搅拌装置51、壳体52、出线盒523、搅拌器冷却水管等。同一台搅拌器5内搅拌装置51的数量为k台，k≥2，且k为整数。如图3所示，基板57用于安装固定搅拌装置，搅拌装置51安装在调节滑板58上，搅拌装置51沿结晶器铜板3的板宽方向一字排列。调节滑板58由高强度不锈钢制成，由液压调节机构调节滑板位置，可实现搅拌装置51位置的调整。调节滑板58可以在左右方向上移动，所有搅拌装置51可以在上下方向上同时移动。调节滑板58做成中空的结构形式，位置传感器设置在调节滑板58内。位置传感器粘贴在调节滑板58的内壁上。位置传感器可采用有线或无线位置传感器。若位置传感器为有线传感器，则位置传感器的引线可经过壳体52内部，从搅拌器出线盒523引出。搅拌器出线盒523的数量与搅拌装置51数量一致，且排列次序与搅拌装置51一一对应。搅拌器冷却水管为两进两出，即包括两个冷却水进水管521、两个冷却水出水管522，在壳体52内再利用分水管给各搅拌装置51分别供水冷却。各个分水管间隔着基板57分别冷却各搅拌装置51。

基板57与第一冷却装置4为可拆卸连接，优选地通过螺栓连接。第一冷却装置4与结晶器铜板3为可拆卸连接，优选地通过螺栓连接。基板57优选为筋板。第一冷却装置4优选为水箱。

图6、图7分别为一种实施方式中的搅拌装置、带磁屏蔽罩的搅拌装置的结构图，图8为本发明铁芯的结构图。如图6-8所示，搅拌装置5主要由铁芯55和线圈56组成，线圈56绕制在铁芯55的槽内。如图6所示，为减少非工作面的漏磁，铁芯的齿部551在非工作的两侧宽度制作成与线圈56的宽度平齐，达到高聚磁的作用。如图8所示，在一种实施方式中，可在远离结晶器铜板3的铁芯55的一侧面、铁芯的上表面、下表面设置磁屏蔽罩，即设置开口朝向结晶器铜板3的筒状的磁屏蔽罩。

线圈56由m≥2相电源励磁，线圈56的个数L为2m的整数倍。连接部552也可称为磁轭。为减少因震动的连接部552对线圈56的磨损，连接部552与线圈56的接触面进行倒角光滑处理。

图9为一种实施方式中的第一冷却装置4的结构示意图。第一冷却装置4由不锈钢制成，主要用来冷却结晶器铜板3及对结晶器铜板3进行固定和结构加强。第一冷却装置4的底部41和/或侧部42为水冷夹层。底部41和各个侧部42形成空心内腔。空心内腔用于嵌装搅拌装置51。凸起结构43里面是一个空腔结构。温度传感器10及霍尔传感器埋设在凸起的圆柱空腔内。凸起结构43的空心圆柱体结构内，埋设温度传感器10及霍尔传感器，对水箱4内的温度及搅拌器5的磁感应强度进行检测，并利用电力电缆，通过无线载波通信传输至控制面板上显示。凸起结构43为一方面为容纳传感器，另一方面为了减少与搅拌装置的接触，减少磨损，同时间隙处便于散热。磁感应强度测量装置优选为霍尔传感器。

在一种实施方式中，温度传感器、霍尔传感器在凸起结构43内都是有孔将引出线引出，由于感应器较多，所以引出线也较多。传感器的线在出线盒处有一个多孔的航空连接插头，将信号传到电源控制系统。在另一种实施方式中，温度传感器、霍尔传感器均为无线传感器，不需要引出信号线。本发明中，感应器即为搅拌装置51。本领域技术人员可以根据实际需要设置凸起结构43的尺寸大小和数量。温度传感器优选采用热电偶式的温度传感器。底部41和各个侧部42形成的空心内腔可与凸起结构43的空腔结构连通，凸起结构43内设置的温度传感器10、霍尔传感器的连线可引出到空心内腔中，从侧部42引出。防水传感器的应用已较为普遍，本领域技术人员可以理解如何选择合适的传感器。也可将底部41和各个侧部42形成的空心内腔隔开为两部分互不连通的空间，其中一部分空间用于容纳冷却液体(例如冷却水)，另一部分空间与凸起结构43的空腔结构连通，将凸起结构43内的传感器的连线引出，通过所述另一部分空间的侧壁(即侧部42)的侧壁将连线引出。也可用防水材料包裹传感器的连线，从即侧部42的侧壁将连线引出。

位置传感器的型号可采用PDS SD-201。温度传感器的型号可采用UHF RFID SOC。霍尔传感器AHD801H。

图10为感应器沿拉坯方向的磁感应强度分布，通过对比发现，常规搅拌装置的磁感应强度是723Gs,相同电气参数及线圈匝数的情况下，本发明的搅拌装置的磁感应强度为960Gs，因此，本发明中铁芯结构的磁感应强度比常规搅拌装置设计的磁感应强度大32％。

图11为在一种实施方式下本发明搅拌器系统的工作流程图。申请人在研究时发现，原有的搅拌器无自检系统，出现故障，需人工将设备下线，再进行故障排查，极大的增加了排查难度及工作量。本发明中，在每次启动搅拌系统之初，搅拌系统都会首先进行故障自诊断。利用温度传感器10、霍尔传感器、流量计13、压力计14分别检测搅拌器系统各温度、磁感应强度、流量、流量的压力等性能参数，通过电力电缆传输至电源控制系统，经微处理器控制单元将信号与正常温度，流量、压力信号判断后，指示搅拌器系统是否有故障。当搅拌系统出现故障时，装在电源控制系统上控制面板上的故障指示灯就会闪亮以警告搅拌系统可能出问题了，按一下按钮，故障代码就在控制面板上显示出来。此时，搅拌器系统进入自锁模式，非专业人员输入密码，搅拌器系统不能强行开启。电力电缆将显示故障代码在控制面板上储存。若无故障，搅拌器可以一键启动进入工作模式。控制面板实时显示搅拌系统工作的电源、磁感应强度、流量、温度等参数，并储存各监控参数及曲线。搅拌器工作结束，退出系统。搅拌器故障自诊断系统，主要由电源控制系统内装有微处理器控制单元，它可以对搅拌器系统线路、水路进行自动检查和监测。当搅拌系统出现故障时，装在电源控制系统上控制面板上的故障指示灯就会闪亮以警告搅拌系统可能出现问题，按一下按钮，故障代码就在控制面板上显示出来。本发明可以实现故障自动检测及显示，本发明设计的搅拌器故障自诊断系统可以对搅拌器系统的线路、水路进行自动检查和监测。当搅拌系统出现故障时，装在电源控制系统上控制面板上的故障指示灯就会闪亮以警告搅拌系统可能出问题了，按一下按钮，故障代码就在控制面板上显示出来。无需将搅拌器下线进行人工故障检测，极大的提高了设备的智能化，节约了人工成本。

本装置的改进点主要是技术背景提到的原技术存在的不足。在结构上的创新点包括：

1、搅拌器是由多台搅拌装置51组成，根据板坯断面的宽度组合使用，达到节能效果；

2、各搅拌装置可以同时在线移动，沿板坯断面的宽度方向，各搅拌装置51可以自由移动，在高度方向所有搅拌装置51可以同时移动；

4、搅拌装置51与第一冷却装置为插接形式；

5、系统可以进行智能控制，可以实现自检、自测。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种智能化板坯电磁搅拌系统，包括供板坯(2)通过的板坯通道，所述板坯通道两侧分别设置有结晶器铜板(3)，其特征在于：每个结晶器铜板(3)的远离所述板坯(2)一侧均设置有k个搅拌装置(51)，k≥2，所述k个搅拌装置(51)沿结晶器铜板(3)的宽度方向依次设置，所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括用于调整所述搅拌装置(51)在结晶器铜板(3)宽度方向上的位置的水平调节装置、用于调整所述搅拌装置(51)在结晶器铜板(3)高度方向上的位置的高度调节装置。

2.根据权利要求1所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：

所述高度调节装置包括沿结晶器铜板(3)高度方向上设置的导向柱(591)，所述导向柱(591)上套接有可沿导向柱(591)滑动的基板(57)；

所述水平调节装置包括在基板(57)上沿结晶器铜板(3)宽度方向上开设的导向槽(592)；

每个搅拌装置(51)两侧均固定连接有可沿导向槽(592)滑动的调节滑板(58)。

3.根据权利要求2所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：所述调节滑板(58)为中空结构，所述调节滑板(58)的中空结构内设置有用于检测调节滑板(58)在结晶器铜板(3)宽度方向上的位置传感器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：还包括用于对结晶器铜板(3)进行冷却的第一冷却装置(4)。

5.根据权利要求4所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：所述第一冷却装置(4)沿结晶器铜板(3)的宽度方向设置，所述第一冷却装置(4)具有设置在结晶器铜板(3)上的底部(41)、设置在底部(41)上且首尾相接的多个侧部(42)，所述底部(41)、多个侧部(42)围成第一冷却装置(4)的内腔，且所述第一冷却装置(4)的内腔开口位于远离结晶器铜板(3)的第一冷却装置(4)的一侧，所述搅拌装置(52)伸入所述第一冷却装置(4)的内腔中，所述第一冷却装置(4)的底部(41)和/或侧部(42)为中空结构，所述底部(41)和/或侧部(42)的中空结构中容纳有冷却液体。

6.根据权利要求5所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：所述第一冷却装置(4)由不锈钢制成且用于支撑结晶器铜板(3)，所述底部(41)与结晶器铜板(3)相互接触。

7.根据权利要求6所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：背离结晶器铜板(3)的底部(41)表面上设置有向所述第一冷却装置(4)的内腔开口方向延伸的多个凸起结构(43)；优选地，所述凸起结构(43)具有中空结构，所述凸起结构(43)的中空结构中容纳有温度传感器、磁感应强度测量装置；

优选地，各个凸起结构(43)成阵列形状设置。

8.根据权利要求2或3所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：所述调节滑板(58)安装在基板(57)一侧，所述基板(57)另一侧连接有具有内腔的壳体(52)，

所述智能化板坯电磁搅拌系统还包括冷却水管路，所述冷却水管路伸入所述壳体(52)的内腔并延伸到靠近基板(57)的位置，从而对所述搅拌装置(51)进行冷却；

优选地，所述冷却水管路上设置有用于检测水路的流量和/或压力和/或温度的检测装置。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：所述搅拌装置(51)包括铁芯(55)，所述铁芯(55)包括沿铁芯(55)长度方向上设置的多个齿部(551)、位于相邻的两个齿部(551)之间的连接部(552)，相邻的两个齿部(551)之间的连接部(552)与所述相邻的两个齿部(551)形成凹槽，每个凹槽中的连接部(552)上均绕制有线圈(56)；在结晶器铜板(3)高度方向上，各个线圈(56)的顶面、底面分别与各个齿部(551)的顶面、底面相互平齐。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的智能化板坯电磁搅拌系统，其特征在于：还包括k个PLC控制单元，每个搅拌装置(51)均由PLC控制单元独立控制。