[发明专利]一种钢包长水口低过热度的温度补偿装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及连续浇铸领域，更具体地说，涉及一种钢包长水口低过热度的温度补偿装置及其方法。

背景技术

在连铸生产过程中，如果钢水过热度过高，在连铸坯内就会产生粗大的晶粒组织，容易产生缩孔、疏松甚至中心裂纹，而且偏析严重。为了提高铸坯的内部质量，需要严格控制钢水的过热度，实现稳定的低温浇铸。但是当钢水过热度降低到一定温度时，铸坯的夹渣及夹杂缺陷增加；如果钢水过热度继续降低，就有可能造成水口堵塞甚至断浇。因此为了保证浇铸顺行，减少连铸坯内部缺陷，必须将钢水浇铸温度控制在一定的有效范围内。

现有的中间包加热技术中，采用等离子体加热和通道式感应加热为主要加热方式。

在文献《连铸中间包通道式感应加热设备设计与应用现状》及《连铸中间包八字型通道感应加热与精炼技术的研发及应用》对这两种加热方式进行较详细的描述：

等离子体加热的基本原理是通过等离子体将电能转化为热能，利用传导和辐射两种换热方式将热能传递给钢水。该技术的使用效果不尽人意，其主要原因是：中间包液面渣太厚，起弧困难，加热效率低，为60％～70％；温控精度差，为目标温度的±5C；中间包注流区钢水液面波动大；设备工作噪声太大，使人难以承受；等离子产生的电磁辐射对弱电系统有较大干扰；等离子火焰在固定区域加热，易使局部区域温度过高造成耐火材料消耗大，气体的电离导致钢水增氮质量分数为6×10-6。因此，尽管国际上还有不断完善使用这一技术的报道，但国内多家钢铁企业已停用、拆除早期引进的这种加热方式。

中间包通道式感应加热基于电磁感应原理，借助钢水中感生电流将焦耳热加在流经通道的钢水中，实现钢水保温和加热。其加热效率大于90％，且温控精度高，为目标温度的±2℃。由于其采用非接触式能量传输方式，对钢水无污染。基本无噪音和电磁辐射。然而，感应加热设备在中间包内部安装位置及其冷却方式的合理性、现有中间包平台空间的有限性等对感应加热及其附属设备安装的限制一直制约着中间包通道式感应加热技术的发展与推广应用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种钢包长水口低过热度的温度补偿装置及其方法，能够对低过热度钢水进行有效温度补偿，保证了连铸过程中钢水温度的稳定。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种钢包长水口低过热度的温度补偿装置，包括钢包、设于钢包下方的中间包、以及设于中间包下方的结晶器，钢包下端设有长水口，还包括设于长水口上的无芯感应加热装置，用以对流经长水口的钢水进行加热补偿。

所述的无芯感应加热装置包括依次电连接的电源、电容器和电磁感应线圈，电磁感应线圈套设于长水口上。

另一方面，一种钢包长水口低过热度的温度补偿方法，包括以下步骤：

S1.在钢包内盛入钢水；

S2.将钢包内的钢水通过长水口浇入中间包；

S3.通过无芯感应加热装置对流经长水口内的钢水进行温度补偿加热，保持流入中间包内的钢水温度；

S4.将中间包内的钢水通过中间包水口流入结晶器；

S5.进行拉坯浇铸。

所述的S3中进行温度补偿时，电磁感应线圈的功率及加热时间为：

P＝C_pQΔT

公式中P为有效功率，C_p钢水比热，Q为通钢量，ΔT为补偿温度。

所述的无芯感应加热装置包括依次电连接的电源、电容器和电磁感应线圈，电磁感应线圈套设于长水口上，通过电磁感应线圈对流经长水口内的钢水进行温度补偿加热。

在上述技术方案中，本发明的优点还在于：

1.传统的中间包感应加热，由于埋入感应加热装置，中间包的内腔容积减小，夹杂物上浮能力减弱，钢水温度均匀性差，温降大。本发明在不需要改变中间包结构情况下，对浇铸钢水进行温度补偿，不但可以改善铸坯内部组织，同时避免了由于中间包结构改变带来的一系列弊端。

2.本发明相比传统的中间包感应加热，不需要改变现有的中间包外部形状及钢包浇铸位置，现场容易改造实施。

3.本发明采用的无芯感应加热装置，无需在每个中间包中埋入感应加热装置，造价及耐火材料消耗显著降低。

附图说明

图1是本发明结构的示意图；

图2是本发明原理的示意图；

图3是本发明的中间包内钢水流出的温度与时间对比的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。