[发明专利]用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置

权利要求书

1.一种用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述加热装置包括等离子加热单元、前端测量单元、及控制组件；所述前端测量单元实时测量加热空间的钢液高度及钢液温度，并反馈至所述控制组件，所述控制组件根据反馈信息进行调节等离子加热单元；

所述控制组件中具有一控制模型，所述控制模型将钢液温度、钢液面上0-12cm处的温度作为输入量输入到控制模型中，所述控制模型输出等离子气体的通入流量及等离子加热单元的通电电流大小，实现对等离子加热单元的自动控制；

所述前端测量单元为一连续测温装置，所述连续测温装置包括多个测温单元，所述测温单元被设置在中间包钢液内、或设置在中间包内壁上；所述测温单元被设置在钢液内表层面中心处自上至下，每隔5-8cm设置一测温单元，所述钢液内的非中心处也设置有测温单元，非中心处的所述测温单元被均匀设置钢液内，并均处于中心处的测温单元的同一水平面上；

钢液内部的所述测温单元所测得的温度分别为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅.....T_n，所述平均温度为，所述温度的方差为，在s²大于30的时候，判断中间包钢液的温度不稳定，并启动控制等离子枪进行加热，控制所述等离子枪的电流在2000-2400A，控制所述等离子工作气流的通入量控制在2×10^-2m³/s-2.3×10^-2m³/s；在s²大于60的时候，控制所述等离子枪的电流在2400-3000A，控制所述等离子工作气流的通入量控制在4×10^-2m³/s-5×10^-2m³/s；在s²大于100的时候，控制所述等离子枪的电流在3000-4000A，控制所述等离子工作气流的通入量控制在8×10^-2m³/s-10×10^-2m³/s，所述等离子加热单元的加热弧长在弧长的临界值内，并所述弧长与电流的关系公式为L＝0.2141×I^0.8887；

在浇铸周期内，中间包钢液温度严格控制在±2℃之内。

2.根据权利要求1所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述控制组件包括一等离子电源系统、水气控制装置、现场操作箱、电极调整控制柜、操作台、主控柜；

所述等离子电源系统的一端的正负极通过直流母线连接等离子加热单元，所述等离子电源系统的另一端连接主控柜，所述水气控制装置、现场操作箱、电极调整控制柜及操作台均同时连接所述主控柜。

3.根据权利要求2所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括一机械臂，所述等离子加热单元为至少2个等离子枪，至少2个所述等离子枪固定在机械臂上；所述电极调整控制柜连接所述机械臂，所述机械臂可调节所述等离子枪之间的夹角，调节范围为90°-270°。

4.根据权利要求3所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述等离子枪为一中空管形状，所述中空管外径尺寸为Φ100-150mm，长度为1000-1500mm，内孔直径为1-10mm；

在工作状态下，所述中空管内充入等离子工作气流，所述等离子工作气流将已经产生的电弧转移到枪和钢液之间，形成工作弧。

5.根据权利要求2所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述等离子电源系统包括一个隔离变压器和多脉波可控整流回路，所述隔离变压器将高压和低压进行隔离，同时将高电压的电流转换成低电压大电流，并通过多脉波可控整流回路将交流电转换成低压直流输出。