CN101234423B - 蝶形通道有芯感应加热装置 - Google Patents

Abstract

一种蝶形通道有芯感应加热装置，它包括挡墙4、蝶形通道20、∏形铁芯11、两个线圈8、长方形轭铁9、两个方形无底非磁不锈钢保护套19、水冷却系统以及电控系统；挡墙4位于中间罐3内，蝶形通道20安装在箱体17内靠近中间罐3的底部，其中间主通道12与挡墙4相通，两个侧通道13与中间罐3相通；防护套19固定在长方形轭铁9上；装有双线圈8的∏形铁芯11跨装在两个方形或圆形无底防护套19内，其上部与箱盖16连接，其下部与长方形轭铁9相连接；箱盖16与箱体17用螺栓连接，箱体17与长方形轭铁9相连接，箱体空隙处填充耐火材料18；D形迴形冷却管15分别安装在∏形铁芯11及不锈钢保护套19上，并与冷却水源连通；线圈8与电控系统相连接。它为中间罐提供外部热源，补偿连铸过程中的热损耗，实现连铸过程的低过热度恒温浇铸，借此提高连铸坯表面和内部质量。

Description

蝶形通道有芯感应加热装置

技术领域

本发明涉及一种连铸中间罐特别是现有中间罐增装的蝶形通道有芯感应加热装置。

背景技术

现有的连铸中间罐的加热装置由下列构件组成：它是由两条平行的直线耐火材料通道、口字形铁芯和单线圈、一个方形无底防护套、空冷系统组成的加热装置；各构件按下列方式连接或组合：整个装置安装在中间罐与钢水包浇注口的中间，方形无底保护套安装在中间罐的后面的中部，在保护套的左右两侧靠近中间罐的底部埋设两条直线形耐火材料通道，加热器的铁芯跨于保护套和中间罐部分壳体，有线圈的一侧置于保护套内，无线圈的一侧置于中间罐外。

其工作过程是：当加热器的线圈馈给单相交流电后，在闭合的口字形铁芯中激发交变的磁通，交变的磁通就在与铁芯匝链的钢水和中间罐壳体中产生感应电流，该感应电流在通道中钢水内感生焦耳热，从而加热钢水，同时也在中间罐壳体中也产生焦耳热。

它有下列不足：加热功率受限、设备结构庞大，不利于推广应用。其原因是：由于结构制约加热通道较短；由于部分中间罐壳体与铁芯匝链需作绝缘处理；由于单线圈，限制了加热功率的增加；由于采用了空气冷却，不仅冷却效率低而且设备也庞大；由于整个装置安装在中间罐与钢水包浇注口的中间，也致使整体结构庞大。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的加热通道短、加热功率受限、中间罐壳体易于电绝缘；空冷却设备及整体结构庞大的不足，提供一种蝶形通道有芯感应加热装置，它具有加热通道长、加热功率大、水冷却效率高、加热装置体积小，适合中间罐特别是现有中间罐的技术改造，该装置能整体拆装，维修方便。

本发明的技术方案是：一种蝶形通道有芯感应加热装置，其特征在于：它包括蝶形通道、∏形铁芯、两个线圈、长方形轭铁、两个方形或圆形无底非磁不锈钢保护套、挡墙、中间罐、水冷却系统以及电控系统，上述构件的连接关系和相对位置是：

挡墙位于中间罐内；蝶形通道安装在箱体内靠近中间罐的底部，其中间主通道的进口端与挡墙围成的钢水注入区相通，两个侧通道的出口端与中间罐相通，主通道的出口端与两个侧通道的进口端与耐火材料构筑的钢水流路相连通，由此构成钢水流动的蝶形通道；两个方形或圆形无底非磁不锈钢防护套固定在长方形轭铁上；装有两个线圈的∏形铁芯跨装在两个方形或圆形的无底防护套内，其上部与箱盖连接，其下部与长方形轭铁相连接；箱盖与箱体用螺栓连接，箱体与长方形轭铁相连接，箱体空隙处填充耐火材料；D形迴形冷却管分别安装在∏形铁芯及不锈钢保护套上，并与冷却水源连通；两个线圈与电控系统相连接。

以上构件除冷却水源和电控系统外都是装在箱体内；箱体装在中间罐的钢包档墙的后面。

如上所述的蝶形通道有芯感应加热装置，其特征在于：防护套由两只凹形套体连接而成，在其接缝处用电绝缘材料隔开；在其上布置D形迴形冷却管。方形无底防护套既用于防护加热器，又用于中间罐罐体的一部分。

如上所述的蝶形通道有芯感应加热装置，其特征在于：线圈由铜管绕制，管中直接通优质去离子水冷却；在∏形铁芯迭片中间嵌上若干块铜板，以加强铁芯内部向外传热。

有益效果：该装置为中间罐提供外部热源，补偿连铸过程中的热损耗，实现连铸过程的低过热度恒温浇铸，借此提高连铸坯表面和内部质量。它具有加热通道长、加热功率大、水冷却效率高、加热装置体积小，适合中间罐特别是现有中间罐的技术改造，该装置能整体拆装，维修方便。

附图说明

图1是本发明实施例的蝶形加热装置与中间罐、挡墙连接方式及安装位置。

图2是图1中碟形加热器1的原理图。

图3是碟形加热器1中钢水感应电流示意图。

图4是碟形加热器1中钢水流动示意图。

图5是蝶型加热装置1的1/4剖面，展现了本发明实施例的内部结构。

图6是感应加热装置的蝶形通道的示意图。

具体实施方式

图1中标记的说明：1-蝶形加热器，2-蝶形加热器与中间罐的连接位，3-中间罐(示意图)，4-挡墙。

图2中标记的说明：5-磁通方向，6-感应线圈主电流，7-电源，8-线圈，9-轭铁，10-钢水中的感应电流方向，11-∏形铁芯。

图3中标记的说明：12-中间主通道，13-侧通道。

图4中标记的说明：14-钢水。

图5中标记的说明：15-迴形冷却管，16-箱盖，17-箱体，18-耐火材料，19-防护套，20-蝶形通道。

图6中标记的说明：21-钢包长水口对应的位置。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明实施例的蝶形通道有芯感应加热装置，其特征在于：它包括蝶形通道20、∏形铁芯11、双线圈8、长方形轭铁9、两个方形无底非磁不锈钢保护套19，还有挡墙4和中间罐3(示意图)、水冷却系统以及电控系统，上述构件的连接关系和相对位置是：

挡墙4位于中间罐3内；蝶形通道20安装在箱体17内靠近中间罐3的底部，其中间主通道12与挡墙4相通，两个侧通道13与中间罐3相通；两个方形无底非磁不锈钢防护套19，固定在长方形轭铁9上；装有双线圈8的∏形铁芯11跨装在两个方形防护套19内，其上部与箱体17连接，其下部与长方形轭铁9相连接，箱体空隙处填充耐火材料18；D形迴形冷却管15分别安装在∏形铁芯11及不锈钢保护套19上(详见图5)，并与冷却水源连通；线圈8与电控系统相连接。

以上构件除冷却水源和电控系统外都是装在箱体17内，箱体17装在中间罐3的挡墙4的后面(见图1)。

在本实施例中，图1中碟形加热器1清楚的显现了它是一个独立的装置，它与中间罐3结合面的两侧各有一排螺栓孔，用螺栓将碟形加热器1与中间罐3连接在一起，连接形式简单，装拆、维护都很方便。图中序号4表示了档墙4的位置，它是该装置不可缺少的一部分，由耐火材料铸成型，置于中间罐3内，与其砌成一体，钢包的钢水就注入其中，再流入蝶形通道20的中间主通道12，然后分流到侧通道13流入中间罐3中。这种装置，不仅用在新的连铸机的中间罐加热，特点适合于现有连铸机中间罐加热的改造。

图2是图1中碟形加热器1的原理图，它的原理类似一台单相变压器，激发磁通的线圈8称为一次回路，与∏形铁芯11匝连的在蝶形通道20中流动的钢水14称为二次回路。两者借助电磁感应原理，将一次回路中的电能转换成二次回路中的热能。钢水14中感应电流方向见图3，钢水流动方向见图4，由图3和图4可见，两者方向一致。蝶形通道式加热技术具有流道长、加热均匀、效率高(85％～90％)的优点。

图5体现本装置的内部结构，它分为三部分。

第一部分包括：

线圈8——它是铜管绕在线圈座上，铜管外面有绝缘保护层，内部可通水冷却。

∏形铁芯11——它是由矽钢片及若干铜散热片迭制，夹在两个钢板中间用螺栓连接在一起构成的。

迴形冷却管15——它是由D形截面不锈钢管弯制成形，管内可通水冷却。

箱盖16——它是焊接件，具有一定的强度，能承受以上部件的总量。

线圈8装在∏形铁芯11的下半部，迴形冷却管15有两个装在∏形铁芯11的上半部的两侧，另有两个装在每个线圈的外面，用支架固定在∏形铁芯11的下半部，∏形铁芯11上部与箱盖16用螺栓连接。

第二部包括：

防护套19——它的材料采用非磁不锈钢，它是由两个凹形套体对接而成，在其接缝处用电绝缘材料隔开，使其中的感应电流不形成回路。

蝶形通道20——用Al₂O₃-C质耐火材料，结构形式像III的通道，钢水从蝶形通道20的中间主通道12中流动到侧通道13进入中间罐3(见图6)。蝶形通道20放在箱体17内，箱体空隙处充满耐火材料18。

防护套19安装在底板的方孔位置上，本实施例中的方形无底非磁不锈钢防护套的特点是：由两只凹形套体连接而成，在其接缝处用电绝缘材料隔开；不使在其上的感应电流形成回路，在其上布置冷却用迴形管。方形无底防护套既用于防护加热器，又用于中间罐罐体的一部分。

第三部包括：

轭铁11——它是由长方形矽钢片和长方形铜散热片夹在两个长方形钢板中间用螺栓连接在一起，四周有连接座保护。

装置分成三部分是为了装拆维护方便。第二部分与第三部分用螺栓连接好了，再将第一部分的∏形铁芯11对正第二部分内的不锈钢防护套19，落下到位，箱盖16与箱体17用螺栓连接好。每次维护修理可将这三部分分开进行。

图6示意图可以让我们更好的了解蝶形通道20的结构及钢水的流动方向。它的形状拟似蝴蝶，钢水从钢包注入到挡墙4内(拟似蝴蝶的头部)，钢水进入蝶形通道20的中间主通道12(拟似蝴蝶的躯体)，在经过两侧的侧通道13(拟似蝴蝶的两只翅膀)，流入中间罐3内。

本发明的蝶形通道有芯感应加热装置安装在中间罐的后部，基本上不改动中间罐的基本构形，特别适合于现有中间罐的技术改造。

Claims (3)

1.一种蝶形通道有芯感应加热装置，其特征在于：它包括蝶形通道(20)、∏形铁芯(11)、两个线圈(8)、长方形轭铁(9)、两个方形或圆形无底非磁不锈钢保护套(19)、挡墙(4)、中间罐(3)、水冷却系统以及电控系统，上述构件的连接关系和相对位置是：

挡墙(4)位于中间罐(3)内；蝶形通道(20)安装在箱体(17)内靠近中间罐(3)的底部，其中间主通道(12)的进口端与挡墙(4)围成的钢水注入区相通，两个侧通道(13)的出口端与中间罐(3)相通，主通道的出口端与两个侧通道的进口端与耐火材料构筑的钢水流路相连通，由此构成钢水流动的蝶形通道；两个方形或圆形无底非磁不锈钢防护套(19)固定在长方形轭铁(9)上；装有两个线圈(8)的∏形铁芯(11)跨装在两个方形或圆形的无底防护套(19)内，其上部与箱盖(16)连接，其下部与长方形轭铁(9)相连接；箱盖(16)与箱体(17)用螺栓连接，箱体(17)与长方形轭铁(9)相连接，箱体空隙处填充耐火材料(18)；D形迥形冷却管(15)分别安装在∏形铁芯(11)及不锈钢保护套(19)上，并与冷却水源连通；两个线圈(8)与电控系统相连接。

2.如权利要求1所述的蝶形通道有芯感应加热装置，其特征在于：防护套(19)由两只凹形套体连接而成，在其接缝处用电绝缘材料隔开；在其上布置D形迥形冷却管(15)。

3.如权利要求1或2所述的蝶形通道有芯感应加热装置，其特征在于：两个线圈(8)都由铜管绕制，管中直接通优质去离子水冷却；在∏形铁芯(11)迭片中间嵌上若干块铜板，以加强∏形铁芯内部向外传热。

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