CN214349479U - 一种液芯电磁搅拌装置及圆坯电磁搅拌*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液芯电磁搅拌装置，液芯电磁搅拌装置包括铁芯、2N组环状线圈；铁芯包括套筒、在第一方向上依次间隔设置且相互平行的2N+1层圆环部，2≤N≤12，各层圆环部均与套筒接触，各层圆环部与套筒固定连接或为一体结构；各层圆环部开口在第一方向上形成被加工圆坯的通道，第1层圆环部、第2N+1层圆环部分别位于套筒两端开口位置且分别位于通道入口位置、通道出口位置；第i层圆环部、第i+1层圆环部、套筒内壁围成的环形凹槽中容纳有第i组环状线圈，相邻两组环状线圈的绕制方向相反，i=1,2,……,2N，各组环状线圈独立供电。

Description

一种液芯电磁搅拌装置及圆坯电磁搅拌***

技术领域

本实用新型属于钢铁冶金连铸生产控制领域，具体涉及一种液芯电磁搅拌装置及圆坯电磁搅拌***。

背景技术

连铸是钢铁生产过程中起承上启下的关键工艺环节，也是大断面特殊钢棒材生产的基础工序。连铸过程的冶金效果对铸坯凝固与质量控制至关重要。利用非接触式的电磁搅拌技术，在钢水中感生电磁力来控制钢水的流动与凝固，已成为连铸生产的重要工艺手段。根据安装位置的不同，电磁搅拌器可分为：结晶器、二冷区和凝固末端电磁搅拌器。

根据连铸过程钢液的凝固状态不同，安装在不同位置的电磁搅拌器需要解决的冶金问题也不同。结晶器电磁搅拌器主要解决铸坯表面质量问题，二冷区电磁搅拌器解决铸坯内部质量问题，而凝固末端电磁搅拌器则解决铸坯凝固组织中心的质量问题。另外电磁搅拌器根据激发的磁场形态不同，其磁场类型大致可以分为：旋转磁场型、行波磁场型、螺旋磁场型。不论何种磁场形态都有一个特点，即：磁场它不能在中途再生也不能断开，而一定要在空间形成闭合回路。

电磁搅拌是提高连铸大圆坯质量的重要手段，在一些特殊钢连铸棒材的生产过程中必须使用电磁搅拌装置。而电磁搅拌工艺在大圆坯及特大圆坯连铸过程中，采用常用的电磁搅拌装置和搅拌工艺效果一直不佳，影响最终铸坯的质量。

目前在方圆坯连铸上广泛使用的电磁搅拌器，均安装在铸坯外侧，产生的低频旋转磁场穿透坯壳对钢液实施搅拌作用。因此，搅拌器内径随着铸坯尺寸增大而增大，磁场随着离搅拌器表面距离的增加呈指数规律衰减。对连铸大圆坯（直径＞600mm），搅拌器内径更大，磁场在长距离空气中衰减后，搅拌器中心的磁感应强度通常都较小。对1米及以上直径的铸坯，搅拌器中心的磁感应强度几乎为零。

现有大圆坯电磁搅拌工艺不论结晶器区、二冷区还是凝固末端，安装在铸坯外侧的电磁搅拌都采用旋转磁场进行搅拌，在液芯为铸坯体积40%~60%s时的半凝固状态（二冷区）或液芯为10~40%s时的凝固状态（凝固末端），由于磁场在铸坯中的衰减作用，旋转磁场的电磁搅拌对铸坯内部及中频液芯的作用很小或很弱，从而对铸坯质量的改善作用有限。虽然旋转过程中，靠外圆周流动的液体也会带动靠内圆周流动，但由于旋转过程中受到阻力，使得越靠近铸坯中心的流动越小，速度越慢，搅拌效果越差；如果圆坯半径较大，例如600mm，甚至2米，则基本无法对铸坯液芯中心液体起到作用。因此，现有二冷区、凝固末端的电磁搅拌装置只能对大圆坯芯部的钢液只能实施弱搅拌或无搅拌，导致铸坯芯部的过热度不能有效耗散、溶质元素不能充分混合，而易导致铸坯中心疏松、中心偏析和中心缩孔等冶金质量问题。因此，针对大圆坯的连铸生产，电磁搅拌的搅拌工艺及冶金效果都有待改善。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对现有半径较大的大圆坯电磁搅拌中二冷区、凝固末端区域采用的旋转磁场电磁搅拌对铸坯内部及液芯的作用很弱的问题，提供一种液芯电磁搅拌装置及圆坯电磁搅拌***。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种液芯电磁搅拌装置，所述液芯电磁搅拌装置包括铁芯、2N组环状线圈；

所述铁芯包括套筒，定义套筒高度方向为第一方向，所述套筒内腔筒壁设有沿径向伸出的2N+1层圆环部，所述2N+1层圆环部在第一方向上依次间隔设置且相互平行，N≥2，各层圆环部均与套筒接触，各层圆环部外侧与套筒固定连接或为一体结构；

各层圆环部开口在第一方向上形成被加工圆坯的通道，第1层圆环部、第2N+1层圆环部分别位于套筒两端开口位置且分别位于通道入口位置、通道出口位置；

第i层圆环部、第i+1层圆环部、套筒内壁围成的环形凹槽中容纳有第i组环状线圈，相邻两组环状线圈的绕制方向相反，i=1,2,……,2N，各组环状线圈独立供电。

本实用新型中，通过上述设置，可以通过为各组线圈独立供电，实现在高度方向上的行波磁场。申请人在研究时发现，根据本申请的电磁搅拌装置，磁力线在铁芯和铸坯表面形成闭合回路。围绕通道设置的铁芯、线圈在通道内形成的高度方向上的磁力线只能作用在距离通道中心线较远的靠近通道表面部分，而通道靠内侧的部分在搅拌装置的磁力线作用范围之外，由于流体会向阻力小的方向流动，行波向下的磁场的运行方向的前方的铸坯凝固较快，因此，在铸坯表面的磁力线作用下，通道中的靠外侧的铸坯凝固前沿的钢液沿行波磁场方向运动，由于流体的连续性，会使得钢液从液芯中间回流，从而可以作用到铸坯液芯的位置，从而可以实现对铸坯液芯的搅拌，达到较好的搅拌效果；而对于在行波向上的磁场作用下逆着铸坯行进方向运动的钢液也会受到阻力，由于流体的连续性会使得钢液从液芯中间回流，从而可以作用到铸坯液芯的位置，从而可以实现对铸坯液芯的搅拌，达到较好的搅拌效果。另外，在铁芯围成的凹槽中设置环状线圈，由于铁芯的磁导率较高，能够较好的将磁力线导向作用在铸坯内，而避免发散的磁力线辐射其他周向设备。

进一步地，所述环状线圈内径大于圆环部内径，每层圆环部内壁上开设有K个凹槽，K≥1，所述凹槽沿径向设置且在圆环部高度方向上贯穿圆环部，各层圆环部上相对应的凹槽在第一方向上对齐；

定义第一区域为第1层圆环部、第2N+1层圆环部、套筒围成的区域，每组环状线圈的接线端穿过各层圆环部上开设的凹槽并引出到第一区域之外。

申请人在研究时发现，由于本申请的液芯电磁搅拌装置套设在圆坯通道上，且液芯电磁搅拌装置的外周壁面为铁芯、铁芯与通道之间为线圈，因此需考虑如何将线圈接线端引出，如果穿过壁面的铁芯，则可能导致漏磁。本实用新型中，通过在圆环部内壁上设置凹槽，从而可以在通道与线圈之间设置在高度方向上的通道，从而将线圈接线端引出到第一区域外侧。

进一步地，K=2N，2N个凹槽沿圆环部周向均匀开设在圆环部内壁上。通过均匀开设2N个凹槽，使得圆环部为对称结构，使得铁芯结构为均匀分布的结构，使得磁力线较为均匀，保证冶金效果。

进一步地，从通道入口向通道出口看，第1组环状线圈的绕制方向为逆时针。

进一步地，定义Φ1为圆环部内径，定义Φ2为套筒外径，定义R为被加工圆坯的直径，定义G为套筒的高度，R+60mm＜Φ1＜R+200mm，R+200mm＜Φ2＜R+600mm，600mm＜G＜2000mm。

进一步地，第1组环状线圈、第2组环状线圈、……、第2N组环状线圈的供电端的相位依次递减或依次递增，相邻两组环状线圈的相位差为π/N。

进一步地，所述套筒由在第一方向上依次叠放的2N层子套筒形成，2N层子套筒相互固定连接从而形成所述套筒；

第i层子套筒与第i层圆环部为一体结构且第2N+1层圆环部位于第2N层子套筒的靠近通道出口一端的开口位置，或第i层子套筒与第i+1层圆环部为一体结构且第1层圆环部位于第1层子套筒的靠近通道入口一端的开口位置。

本实用新型中，子套筒与圆环部为一体结构，且各个子套筒叠放，由于子套筒与圆环部的一体结构较为简单，仅需要将各个子套筒叠放，即可得到本申请的液芯电磁搅拌装置，安装方便。

本实用新型还提供一种圆坯电磁搅拌***，圆坯二冷区内被加工圆坯的通道外侧和/或圆坯凝固末端区域内被加工圆坯的通道外侧套设有如上述任一项所述的液芯电磁搅拌装置。

进一步地，N=3；位于圆坯二冷区或圆坯凝固末端区域的液芯电磁搅拌装置中，第1组环状线圈的供电端、第2组环状线圈的供电端、第3组环状线圈的供电端分别与三相电源的A相输出端、B相输出端、C相输出端对应电连接，A相输出端、B相输出端、C相输出端的相位依次递增，且A相输出端与B相输出端之间的相位差、B相输出端与C相输出端之间的相位差均为60°；

第j组环状线圈的供电端、第j+N组环状线圈的供电端的相位差为180°，j=1,2,……,N。

本实用新型中，通过上述设置可以形成行波向下的磁场。在行波向下的磁场中，大圆坯坯壳附近的钢液在电磁力的驱动下向下运动，由于流体的连续性，钢液在铸坯液芯内形成向上的回流，拉坯向下的钢液与电磁搅拌导致的回流向上的流股碰撞而充分混合，有利于分散液芯钢液富集的溶质，能使铸坯的中心偏析减轻且不会出现白亮带，从而可以令铸坯液芯各部分温度均匀且混合液芯的钢液，形成成分均匀的铸坯内部质量。行波向下的磁场尤其适用于二冷区，因为二冷区在铸坯***有冷却装置（例如喷淋水）直接对铸坯进行冷却，导致铸坯***骤冷，液芯的高温钢水与铸坯***高热度比较高，通过形成行波向下的磁场，可以通过令拉坯向下的钢液、电磁搅拌导致的回流向上的流股的充分混合使得铸坯液芯各部分温度均匀。

进一步地，N=3；位于圆坯二冷区或圆坯凝固末端区域的液芯电磁搅拌装置中，第1组环状线圈的供电端、第2组环状线圈的供电端、第3组环状线圈的供电端分别与三相电源的C相输出端、B相输出端、A相输出端对应电连接，A相输出端、B相输出端、C相输出端的相位依次递增，且A相输出端与B相输出端之间的相位差、B相输出端与C相输出端之间的相位差均为60°；

第j组环状线圈的供电端、第j+N组环状线圈的供电端的相位差为180°。

本实用新型中，通过上述设置可以在凝固末端区域形成行波向上的磁场进行搅拌。在行波向上的磁场中，向上运动的电磁力首先在铸坯外侧切断铸坯内的搭桥枝晶，然后由于流体的连续性，钢液在液芯内形成向下的回流，回流钢液充分促进钢液沿拉坯方向及时对芯部钢液进行补充。行波向上的磁场尤其适用于凝固末端区域，回流钢液充分促进钢液沿拉坯方向及时对铸坯凝固末端芯部钢液进行补充，可以解决凝固末端存在的凝固搭桥、中心没有钢液补充的问题，从而可以在凝固末端区域实现细化等轴晶粒的冶金效果，阻止液芯凝固搭桥而产生小钢锭效应，从而改善中心偏析疏松缩孔。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1）本实用新型提供的液芯电磁搅拌装置，能够有效对大圆坯的液芯进行有效搅拌，从而有效解决了连铸大圆坯中心偏析、中心疏松或中心孔洞等冶金质量问题。

2）本实用新型的大圆坯液芯电磁搅拌装置形成的电磁力及流场分布均匀，使大圆坯的冶金效果均匀一致；

3）本电磁感应器结构简单，产生的电磁力高，实际加工、制造和实施难度不大，设备安装、更换方便，有利于推广使用。

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为本实用新型实施例的液芯电磁搅拌装置的立体结构示意图；

图2为图1的纵剖视图；

图3为图1中一层圆环部的结构示意图；

图4（a）为图1中一组线圈的俯视图；

图4（b）为图3（a）的剖视示意图；

图5为本实用新型实施例的位于二冷区的液芯电磁搅拌装置的接线及磁路图；

图6为本实用新型实施例的位于凝固末端区域的液芯电磁搅拌装置的接线及磁路图；

图7为本实用新型实施例的圆坯电磁搅拌***的钢水的流场示意图。

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。

本实用新型要解决的问题是针对连铸大圆坯（直径＞600mm）的冶金需求，提供一种连铸大圆坯电磁搅拌的方法及液芯电磁搅拌装置。连续生产的大圆坯从搅拌器内穿过，铸坯连续通过电磁搅拌器时，电磁搅拌器激发的交变磁场对钢水实施搅拌作用。电磁搅拌器安装在铸坯***。本申请更适用于大圆坯的搅拌作用。本申请改变电磁力的运动方向，利用流体的连续性，使钢液在电磁推力的驱动作用下，由于钢液流动的连续性，使钢水在液芯处形成回流。

如图1-4所示，本实用新型提供一种液芯电磁搅拌装置100，所述液芯电磁搅拌装置100包括铁芯、2N组环状线圈7。2N组环状线圈7由N相电源供电。

所述铁芯包括套筒61，定义套筒61高度方向为第一方向，所述套筒61内腔筒壁设有沿径向伸出的2N+1层圆环部62，所述2N+1层圆环部62在第一方向上依次间隔设置且相互平行，2≤N≤12，各层圆环部62外侧（优选为外侧壁面）均与套筒61接触，各层圆环部62与套筒61固定连接或为一体结构；

各层圆环部62开口在第一方向上形成被加工圆坯的通道，第1层圆环部62、第2N+1层圆环部62分别位于套筒61两端开口位置且分别位于通道入口位置、通道出口位置；

第i层圆环部62、第i+1层圆环部62、套筒61内壁围成的环形凹槽中容纳有第i组环状线圈7，相邻两组环状线圈7的绕制方向相反，i=1,2,……,2N，各组环状线圈7独立供电。

本申请中，圆环部62与套筒61固定连接指的是直接固定连接。

所述环状线圈7内径大于圆环部62内径，每层圆环部62内壁上开设有K个凹槽621，K≥1，所述凹槽621沿径向设置且在圆环部62高度方向上贯穿圆环部62，各层圆环部62上相对应的凹槽621在第一方向上对齐；

定义第一区域为第1层圆环部62、第2N+1层圆环部62、套筒61围成的区域，每组环状线圈7的接线端穿过各层圆环部62上开设的凹槽621并引出到第一区域之外，从而与供电电源电连接。

K=2N，2N个凹槽621沿圆环部62周向均匀开设在圆环部62内壁上。

从通道入口向通道出口看，第1组环状线圈7的绕制方向为逆时针。

定义Φ1为圆环部62内径，定义Φ2为套筒61外径，定义R为被加工圆坯的直径，定义G为套筒61的高度，R+60mm＜Φ1＜R+200mm，R+200mm＜Φ2＜R+600mm，600mm＜G＜2000mm。

第1组环状线圈7、第2组环状线圈7、……、第2N组环状线圈7的供电端的相位依次递减或依次递增，相邻两组环状线圈7的相位差为π/N。

所述套筒61由在第一方向上依次叠放的2N层子套筒601形成，2N层子套筒601相互固定连接从而形成所述套筒61；

第i层子套筒601与第i层圆环部62为一体结构且第2N+1层圆环部62位于第2N层子套筒601的靠近通道出口一端的开口位置，或第i层子套筒601与第i+1层圆环部62为一体结构且第1层圆环部62位于第1层子套筒601的靠近通道入口一端的开口位置。

圆环部62可为含若干缺口（即凹槽621）的圆环硅钢叠片。硅钢片之间及铁芯外侧可绝缘。缺口主要用于引出多组线圈的引出线，便于多组线圈7通电用。每个圆环上可设置6个缺口，且缺口宽度尽量小，以保证搅拌器的磁感应强度。缺口数量优选为6个，尺寸可为约100mm左右。为了防止涡流发热，硅钢片外表面可设置绝缘漆，因此片与片之间绝缘。铁芯叠成形后，再整体绝缘漆保证铁芯与外侧的绝缘。

每组线圈7模块化整体绕制成圆环形，嵌入在铁芯的环状凹槽内，线圈7从铁芯缺口处出线。所述多组线圈个数为2N个，2≤N≤12之间。本实施例中，N=3。所述每组线圈可为20-160匝。每组线圈上各通有一定相位的交变电流，其中的相位满足如下关系：每一组线圈上分别通以不同相位的电流，相邻线圈之间相差360/2N的相位角。所述每组线圈以一组线圈为一个单元，不同单元分别通以不同相位的电流，并且保持相邻单元所通电流的相位差都为360/2N度，多组单元之间形成一个相位周期，一个相位周期为一个磁极，一个搅拌器的总体长度上可以形成1个或多个磁极。

多组线圈的采用内水冷结构或外水冷结构。内水冷结构，是通过在铜管内部通以冷却水，铜管绕制成圆形，并形成一个线包，此结构中所述线圈就是由该通以冷却水的铜管，铜管外侧缠绕杜邦膜及绝缘纸起匝与匝之间绝缘。外水冷结构，是线圈直接浸泡在冷却水中。铜线外侧缠绕杜邦膜起匝与匝之间绝缘。

本实用新型还提供一种圆坯电磁搅拌***，圆坯二冷区内被加工圆坯的通道外侧和/或圆坯凝固末端区域内被加工圆坯的通道外侧套设有如上述任一项所述的液芯电磁搅拌装置100。

位于圆坯二冷区的液芯电磁搅拌装置100中，第1组环状线圈7的供电端、第2组环状线圈7的供电端、第3组环状线圈7的供电端分别与三相电源的A相输出端、B相输出端、C相输出端对应电连接，A相输出端、B相输出端、C相输出端的相位依次递增，且A相输出端与B相输出端之间的相位差、B相输出端与C相输出端之间的相位差均为60°；第j组环状线圈7的供电端、第j+N组环状线圈7的供电端的相位差为180°，j=1,2,……,N。例如，第1组环状线圈7的供电端、第2组环状线圈7的供电端、……、第6组环状线圈7的供电端的相位分别为0°、60°、120°、180°、240°、300°。

图5、图6中，圆坯靠外侧的部分为已凝固的铸坯10，靠内侧的中心部分为未凝固的液芯8（钢水）。图7中，位于二冷区的液芯电磁搅拌装置的拉坯方向后方的为结晶器电磁搅拌器3。

如图5、图7所示，位于圆坯二冷区的液芯电磁搅拌装置100产生行波向下的磁场，第一磁力线91带动钢水运动，形成靠近通道边缘的第一钢水流动方向9011，由于拉坯方向前方的铸坯凝固更快，因此，沿着第一钢水流动方向9011运动的钢水遇到阻力，会沿着液芯向着拉坯方向的反方向运动，即形成第二钢水流动方向9012。

安装在二冷区的液芯电磁搅拌装置100，主要是为了解决在二冷区铸坯表面强冷，在短时间凝固过程中铸坯内部柱状晶发达，需要利用电磁搅拌器的电磁力切断柱状晶，形成溶质元素均匀的等轴晶，从而解决铸坯中心偏析和中心疏松。在二冷区，虽然坯壳对磁场依然有磁屏蔽作用，但相比较结晶器铜管的磁屏蔽作用已大幅减少。

对于直径＞600mm的大圆坯。由于二冷区，需要令铸坯液芯各部分温度均匀且混合液芯的钢液，形成成分均匀的铸坯内部质量。因此，二冷区电磁搅拌器采用行波向下的磁场，大圆坯坯壳附近的钢液在电磁力的驱动下向下运动，由于流体的连续性，钢液在铸坯液芯内形成向上的回流，拉坯向下的钢液与电磁搅拌导致的回流向上的流股碰撞而充分混合，有利于分散液芯钢液富集的溶质，能使铸坯的中心偏析减轻且不会出现白亮带。二冷区在铸坯***有喷淋水直接对铸坯进行冷却，导致铸坯***骤冷，液芯的高温钢水与铸坯***高热度比较高。

由于溶质富集的钢水连续地改变流动方向和流速，有利于分散富集的溶质，能使铸坯的中心偏析减轻且不会出现白亮带。

位于圆坯凝固末端区域的液芯电磁搅拌装置100中，第1组环状线圈7的供电端、第2组环状线圈7的供电端、第3组环状线圈7的供电端分别与三相电源的C相输出端、B相输出端、A相输出端对应电连接，A相输出端、B相输出端、C相输出端的相位依次递增，且A相输出端与B相输出端之间的相位差、B相输出端与C相输出端之间的相位差均为60°；第j组环状线圈7的供电端、第j+N组环状线圈7的供电端的相位差为180°。例如，第1组环状线圈7的供电端、第2组环状线圈7的供电端、……、第6组环状线圈7的供电端的相位分别为120°、60°、0°、-60°、-120°、-180°。

如图6、图7所示，位于圆坯凝固末端区域的液芯电磁搅拌装置100产生行波向上的磁场，第二磁力线92带动钢水运动，形成靠近通道边缘的第三钢水流动方向9013，由于遇到阻力，沿着第三钢水流动方向9013运动的钢水遇到阻力，会沿着液芯向着拉坯方向运动，即形成第四钢水流动方向9014。

铸坯凝固末期，钢液粘稠度增大，钢水流动性降低，铸坯内60%以上的钢水已凝固。而且钢液在凝固末期由于液芯较小枝晶间容易搭桥，芯部钢液流动和补充不完全。因此，安装在凝固末端的液芯电磁搅拌装置100，其冶金效果是细化等轴晶粒，阻止液芯凝固搭桥而产生小钢锭效应，从而改善中心偏析疏松缩孔。凝固末端电磁搅拌器采用行波向上的运动磁场进行搅拌，电磁搅拌器向上运动的电磁力首先在铸坯外侧切断铸坯内的搭桥枝晶，然后由于流体的连续性，钢液在液芯内形成向下的回流，回流钢液充分促进钢液沿拉坯方向及时对铸坯凝固末端芯部钢液进行补充。

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。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型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。在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型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，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种液芯电磁搅拌装置，其特征在于：所述液芯电磁搅拌装置（100）包括铁芯、2N组环状线圈（7）；

所述铁芯包括套筒（61），定义套筒（61）高度方向为第一方向，所述套筒（61）内腔筒壁设有沿径向伸出的2N+1层圆环部（62），所述2N+1层圆环部（62）在第一方向上依次间隔设置且相互平行，N≥2，各层圆环部（62）外侧与套筒（61）固定连接或为一体结构；

各层圆环部（62）开口在第一方向上形成被加工圆坯的通道，第1层圆环部（62）、第2N+1层圆环部（62）分别位于套筒（61）两端开口位置且分别位于通道入口位置、通道出口位置；

第i层圆环部（62）、第i+1层圆环部（62）、套筒（61）内壁围成的环形凹槽中容纳有第i组环状线圈（7），相邻两组环状线圈（7）的绕制方向相反，i=1,2,……,2N，各组环状线圈（7）独立供电。

2.根据权利要求1所述的液芯电磁搅拌装置，其特征在于：所述环状线圈（7）内径大于圆环部（62）内径，每层圆环部（62）内壁上开设有K个凹槽（621），K≥1，所述凹槽（621）沿径向设置且在圆环部（62）高度方向上贯穿圆环部（62），各层圆环部（62）上相对应的凹槽（621）在第一方向上对齐；

定义第一区域为第1层圆环部（62）、第2N+1层圆环部（62）、套筒（61）围成的区域，每组环状线圈（7）的接线端穿过各层圆环部（62）上开设的凹槽（621）并引出到第一区域之外。

3.根据权利要求2所述的液芯电磁搅拌装置，其特征在于：K=2N，2N个凹槽（621）沿圆环部（62）周向均匀开设在圆环部（62）内壁上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的液芯电磁搅拌装置，其特征在于：从通道入口向通道出口看，第1组环状线圈（7）的绕制方向为逆时针。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的液芯电磁搅拌装置，其特征在于：定义Φ1为圆环部（62）内径，定义Φ2为套筒（61）外径，定义R为被加工圆坯的直径，定义G为套筒（61）的高度，R+60mm＜Φ1＜R+200mm，R+200mm＜Φ2＜R+600mm，600mm＜G＜2000mm。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的液芯电磁搅拌装置，其特征在于：第1组环状线圈（7）、第2组环状线圈（7）、……、第2N组环状线圈（7）的供电端的相位依次递减或依次递增，相邻两组环状线圈（7）的相位差为π/N。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的液芯电磁搅拌装置，其特征在于：所述套筒（61）由在第一方向上依次叠放的2N层子套筒（601）形成，2N层子套筒（601）相互固定连接从而形成所述套筒（61）；

第i层子套筒（601）与第i层圆环部（62）为一体结构且第2N+1层圆环部（62）位于第2N层子套筒（601）的靠近通道出口一端的开口位置，或第i层子套筒（601）与第i+1层圆环部（62）为一体结构且第1层圆环部（62）位于第1层子套筒（601）的靠近通道入口一端的开口位置。

8.一种圆坯电磁搅拌***，其特征在于：圆坯二冷区内被加工圆坯的通道外侧和/或圆坯凝固末端区域内被加工圆坯的通道外侧套设有如权利要求1-7中任一项所述的液芯电磁搅拌装置（100）。

9.根据权利要求8所述的圆坯电磁搅拌***，其特征在于：N=3；位于圆坯二冷区或圆坯凝固末端区域的液芯电磁搅拌装置（100）中，第1组环状线圈（7）的供电端、第2组环状线圈（7）的供电端、第3组环状线圈（7）的供电端分别与三相电源的A相输出端、B相输出端、C相输出端对应电连接，A相输出端、B相输出端、C相输出端的相位依次递增，且A相输出端与B相输出端之间的相位差、B相输出端与C相输出端之间的相位差均为60°；

第j组环状线圈（7）的供电端、第j+N组环状线圈（7）的供电端的相位差为180°，j=1,2,……,N。

10.根据权利要求8所述的圆坯电磁搅拌***，其特征在于：N=3；

位于圆坯二冷区或圆坯凝固末端区域的液芯电磁搅拌装置（100）中，第1组环状线圈（7）的供电端、第2组环状线圈（7）的供电端、第3组环状线圈（7）的供电端分别与三相电源的C相输出端、B相输出端、A相输出端对应电连接，A相输出端、B相输出端、C相输出端的相位依次递增，且A相输出端与B相输出端之间的相位差、B相输出端与C相输出端之间的相位差均为60°；第j组环状线圈（7）的供电端、第j+N组环状线圈（7）的供电端的相位差为180°。

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