[发明专利]一种模铸钢锭用的电磁加热帽口装置

说明书

技术领域

本发明属于冶金铸造技术领域，特别是一种模铸钢锭用的电磁加热帽口装置。

背景技术

钢锭在特殊钢、大型锻件、特厚板和小批量多品种钢铁产品的生产中占有绝对优势。目前，很多工业发达国家依然保留着4～6%的模铸比，其产品被广泛应用于冶金、造船、国防军工、电力、核能、高层建筑、石油化工等重要领域。由于应用领域的特殊性，对其产品质量和性能的要求极其严格，有的还要求具有较高的Z向性能和探伤合格率。但是，钢锭凝固过程会不可避免地遇到凝固补缩困难，凝固补缩障碍能够促使钢锭内部疏松和缩孔的产生，且钢锭越大、高径比越大，凝固补缩愈加困难。

目前，为了解决钢锭补缩难题，多在帽口采用发热剂发热，或采用电阻加热，或采用石墨电极加热等方式来延缓帽口钢液凝固，进而促进钢锭凝固过程补缩。但是采用发热剂仅能短暂维持帽口钢液热中心，钢锭越大，凝固时间越长，其作用越不明显，铸造大型钢锭时其作用更是杯水车薪。电阻加热特点是加热效率低、响应性和可控性低，能量不够集中，从外向内传热速度较慢，且电阻丝易损坏，在铸造大型钢锭时其缺点更加明显。采用石墨电极加热时，热量集中在电极附近，钢液易局部过热，搅拌作用微乎其微，不能分散元素偏析和促使气体夹杂上浮，难以全面达到所需要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模铸钢锭用的电磁加热帽口装置，利用电磁效应对帽口钢液进行加热和搅拌，可以有效降低帽容比和压力加工切头率，促进钢锭凝固补缩和分散元素偏析，改善钢锭内部质量，提高产品超声波探伤合格率。

一种模铸钢锭用的电磁加热帽口装置，固定于锭模本体之上，由电磁感应器、耐火材料衬、帽口外壳、耳轴和帽口盖板组成。耳轴固定于帽口外壳上，帽口外壳内侧打结有耐火材料衬，电磁感应器设在耐火材料衬外侧，帽口盖板盖在电磁加热帽口上。

所述帽口外壳采用透磁性好的钢材料制成。

所述耐火材料衬采用透磁性好、耐高温、耐钢水侵蚀、热震性能好的耐火材料打结制成，受钢水侵蚀后可视侵蚀程度在铸台上及时修补。

所述电磁感应器由感应线圈、水冷底盘、进水管快速接头、出水管快速接头、支撑架及磁轭、控制电源和电缆快速接头组成。感应线圈固定于支撑架及磁轭上，支撑架及磁轭固定于水冷底盘上，冷却水通过水冷底盘进入感应线圈，再由感应线圈出水口导出，保证感应线圈正常工作。

所述感应线圈由铜管制成，通过电缆快速接头与控制电源相连，通以102～10⁶Hz交变电流，供电功率和时间根据帽口钢液容量、成分和钢锭凝固进程需要而定。当钢水浇高至凝固锭模本体与电磁加热帽口交接处开始供电，随后根据钢锭凝固进程逐渐减小功率，在钢锭本体已凝固90%时停止供电。

所述帽口盖板采用透磁性好、耐高温、热震性能好的耐火材料制成，可以减少帽口钢液热量散失。

所述一种模铸钢锭用的电磁加热帽口装置通过吊运耳轴固定于锭模本体之上，并与锭模本体对中。

本发明与现有同类装置相比，其显著的有益效果体现在：

1.电磁感应器产生的电磁场具有加热和搅拌作用，加热效应可以促使在钢锭帽口内形成稳定热中心，有利于提高钢锭补缩效率，降低帽容比和压力加工切头率；搅拌效应能够分散元素偏析，促进夹杂上浮。因此，采用本发明装置可以改善钢锭凝固质量，钢锭成材率可提高3%以上，产品超声波探伤合格率可达98%。

2.电磁感应器产生的电磁场可以在钢液内部加热，响应速度快，热分布均匀，加热效率高，可以根据帽口钢液容量、成分和钢锭凝固进程需要控制供电时间和功率，操作控制方便、灵活。

3.可采用并联方式连接电源，可以同时为多个感应器供电，其频率、功率相同，有利于实现同盘浇铸多个钢锭。其功率可调，与凝固进程相匹配，生产效率高，控制简单。

4.本发明适用于方锭、扁锭、圆锭和多角锭，根据锭模本体结构而设计帽口截面形状，装卸方便，适用性强，不易损坏。

附图说明

图1是一种模铸钢锭用的电磁加热帽口装置结构示意图。

图中：1、电磁加热帽口；2、锭模本体；3、电磁感应器；4、水冷底盘；5、进水管快速接头；6、出水管快速接头；7、支撑架及磁轭；8、电缆快速接头；9、耐火材料衬；10、帽口外壳；11、耳轴；12、帽口盖板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。