CN113084106A - 铸坯棱角部加热装置及加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铸坯棱角部加热装置及铸坯棱角部加热方法，所述铸坯棱角部加热装置包括支架，所述支架在oz方向上尺寸可调，所述支架上设置有与支架铰接且可在yoz平面内转动的K个连接件，K≥1；当K≥2时，K个连接件沿ox方向间隔设置；第i个连接件连接有用于对第i流连铸线上的铸坯棱角部进行加热的第i个加热单元，第i个连接件带动第i个加热单元在yoz平面内转动。

Description

铸坯棱角部加热装置及加热方法

技术领域

本发明属于连铸冶金技术领域，具体涉及到一种在线多规格铸坯棱角部加热装置及铸坯棱角部加热方法。

背景技术

随着技术的发展，连铸冶金技术有了很大的提升。但随着工业技术的进步和市场的需要，对钢材质量提出了更高的要求。由于棱角部的二维冷却传热效应，铸坯棱角部温度下降速度明显高于铸坯中间温度下降速度，一般情况下，铸坯棱角部和中部温差会达到150℃以上，导致铸坯进入拉矫机的实际温度可能低于800℃。铸坯棱角部相对过冷状态之下发生金属学相位脱离，结合铸坯中线上部辊列轻压下作用，引发压缩反应，内部应力增加。当出现因铸坯棱角部冷却强度过大导致棱角部温度过低，容易使Nb 、Cr，以及Al等微合金元素形成的氮化物在晶体上析出，铸坯降至高温低塑性区，进而在晶界处和铸坯棱角部形成细微裂痕。

当棱角部温度降至脆化温度（一般为700-900℃）范围时，严重影响铸坯的塑性。在铸坯拉矫过程中，会因为铸坯棱角部温度过低，细微裂痕处产生应力集中，棱角部裂痕得到进一步发展，最终导致铸坯棱角部产生横裂纹，降低钢材质量和成材率，提高生产成本。

针对铸坯边、角裂纹产生机理，有效控制方法是在铸坯进入水平段前对棱角部进行加热，使铸坯在进入矫直段时，其棱角部和中间部位的温度均避开脆性温度区，上升至不引发脱碳、淬性增加的温度1100-1150 ℃，以改善或避免铸坯边角裂纹。

目前常用的加热方式主要有燃气加热和电磁感应加热两种。但无法根据被加热铸坯位置、运行方向调整铸坯棱角部加热装置的位置，使得加热系统与铸坯的间距过大，无法达到所需加热效果。

发明内容

针对现有技术中无法根据被加热铸坯位置、运行方向调整铸坯棱角部加热装置的位置的问题，提供一种铸坯棱角部加热装置及铸坯棱角部加热方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铸坯棱角部加热装置，在所述铸坯棱角部加热装置的任意位置界定正交笛卡尔坐标系(x,y,z)，该坐标系的坐标原点为o，oz方向为铸坯棱角部加热装置的高度方向，yoz平面平行于铸坯运行方向；

所述铸坯棱角部加热装置包括支架，所述支架在oz方向上尺寸可调，所述支架上设置有与支架铰接且可在yoz平面内转动的K个连接件，K≥1；

当K≥2时，K个连接件沿ox方向间隔设置；

第i个连接件连接有用于对第i流连铸线上的铸坯棱角部进行加热的第i个加热单元，第i个连接件带动第i个加热单元在yoz平面内转动，i=1,2,…,K。

本申请中，由于支架在oz方向上尺寸可调且连接件可转动，从而可以根据第i流连铸线上的铸坯运行方向调整第i个加热单元的转动角度和在oz方向上的高度位置，从而使得第i个加热单元靠近第i流连铸线上的铸坯且调整到所需角度，且将加热单元与铸坯之间的间隙调整到适当值，避免因铸坯和装置之间的间隙较大而造成能源浪费、增加钢材成本的问题，从而实现较好的加热效果。

进一步地，所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件设置在第二伸缩结构的活动部上且与第二伸缩结构的活动部铰接；

优选的，所述第一伸缩结构包括底座，所述第一伸缩结构的活动部为设置于底座上方且与底座套接的活动支架，所述第一伸缩结构还包括在oz方向上尺寸可调的伸缩调节机构，所述伸缩调节机构两端分别与底座、活动支架对应固定连接；

优选地，所述活动支架上设置有防止第二伸缩结构在沿ox方向伸缩时摆动的限位结构。

本申请中，通过设置第二伸缩结构，从而可以调整加热单元在ox方向上的位置，便于对铸坯加热。而且，当加热装置出现故障无法满足加热要求时，无需令连铸机停机，仅需通过第一伸缩结构、第二伸缩结构调整，即可令铸坯棱角部加热装置与连铸系统脱离，便于拆卸维修。

进一步地，第i个加热单元包括第i个第一铰接轴、第i个第三伸缩结构，所述第i个连接件可绕第i个第一铰接轴在yoz平面内转动。

所述第i个第一铰接轴上套设有第一转动部、第二转动部，所述第一转动部、第二转动部分别与第二伸缩结构的活动部、第i个连接件对应固定连接，第i个第三伸缩结构两端分别与第二伸缩结构的活动部、第i个连接件对应铰接，所述第i个第三伸缩结构与第二伸缩结构的活动部的铰接点、第i个第三伸缩结构与第i个连接件的铰接点、第i个第一铰接轴轴线在yoz平面上的投影围成三角形。

本申请中，第i个第一铰接轴轴线、第i个第三伸缩结构与第二伸缩结构的活动部的铰接点之间的距离固定，第i个第一铰接轴轴线、第i个第三伸缩结构与第i个连接件的铰接点之间的距离固定，可以通过对第三伸缩结构伸缩长度的调整，即仅改变三角形的一个边的尺寸，即可实现第i个连接件的转动角度的调整，结构简单，便于调整，节省空间。

进一步地，第i个加热单元包括M_i个感应器；

M_i个感应器均可沿与ox方向平行的方向上滑动从而与第i个连接件滑动连接，或M_i个感应器与第i个连接件固定连接；

所述感应器具有非磁性外壳，第i个加热单元的感应器的非磁性外壳具有N_i个转折部，M_i≥1，N_i≥1，定义形成转折部开口的非磁性外壳的两个壁面分别为该转折部的第一壁面、第二壁面；转折部的夹角范围为[45°，135°]；

所述非磁性外壳内腔对应每个转折部的位置均设置有L形线圈绕组；

所述L形线圈绕组包括R1层第一线圈子结构、R2层第二线圈子结构，R1层第一线圈子结构、R2层第二线圈子结构整体形成所述L形线圈绕组，R1≥1，R2≥1；

所述L形线圈绕组中，各层第一线圈子结构的线圈平面相互平行且平行于该L形线圈绕组的第一平面，各层第二线圈子结构的线圈平面相互平行且平行于该L形线圈绕组的第二平面；

所述L形线圈绕组通电时，每层第一线圈子结构形成的两个磁极的连线均垂直于第一平面且N极位于对应S极的同一侧，每层第二线圈子结构形成的两个磁极的连线均垂直于第二平面且N极位于对应S极的同一侧；

所述L形线圈绕组的第一平面、第二平面分别平行于对应转折部的第一壁面、第二壁面，所述L形线圈绕组沿对应转折部的转折方向设置，所述L形线圈绕组开口的朝向与对应转折部开口的朝向相同；

存在第i个第三平面，使得第i个加热单元中各个L形线圈绕组的第一平面、第二平面均垂直于第i个第三平面；

定义第i个第一方向为垂直于第i个第三平面的方向，定义第i个第二方向平行于第i个第三平面且与ox方向垂直相交；

M_i个感应器的M_i×N_i转折部之间形成第i个容纳区域，M_i×N_i个转折部开口均朝向第i个容纳区域，

第i个容纳区域在第i个第三平面上的投影形状为具有M_i×N_i个端点的多边形且与第i流连铸线上的铸坯截面形状相同，第i个容纳区域在第i个第三平面上的投影面积不小于第i流连铸线上的铸坯截面面积，M_i个感应器的各个转折部的第一壁面与对应第二壁面的交线在第i个第三平面上的投影构成所述多边形的M_i×N_i个端点；

优选地，转折部的夹角为90°。

本申请中，M_i个感应器的M_i×N_i个转折部之间形成第i个容纳区域，当第i流连铸线上的铸坯被加热时，每个转折部均在铸坯截面的棱角部位置包裹铸坯的棱角部，则每个L形线圈绕组也沿铸坯的棱角部轮廓设置。申请人在研究时发现，现有加热装置的加热部位为边部中心区域和靠近棱角部区域，而靠这些部位将热量传递到棱角部，造成能源浪费，甚至导致铸坯其它部位过烧的问题。本发明中，通过第一线圈子结构、第二线圈子结构的布置，从而形成所需磁场，从而可以对铸坯棱角部直接进行加热的磁场，避免能源浪费。转折部与铸坯棱角部接触或具有一定间距。

进一步地，所述非磁性外壳内腔中还容纳有铁芯，所述铁芯与非磁性外壳的壁面围成与该非磁性外壳的转折部数量相同的L形腔体，所述L形腔体与对应转折部的夹角相同，所述L形腔体靠近对应转折部开口设置且容纳有对应L形线圈绕组；

优选地，所述铁芯与转折部的第一壁面、第二壁面围成与该转折部对应的L形腔体。

本申请中，通过设置铁芯，可以实现较好的磁场效果。由于铁芯与转折部的第一壁面、第二壁面围成与该转折部对应的L形腔体，使得对铸坯加热时，由于铁芯的包裹，从而避免了L形线圈绕组产生的磁场的漏磁现象。

进一步地，所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件设置在第二伸缩结构的活动部上且与第二伸缩结构的活动部铰接；

所述铸坯棱角部加热装置还包括控制系统、用于测量第i流连铸线上的铸坯运行方向与xoy平面之间夹角的角度测量装置、用于测量第i流连铸线上的铸坯移动速度的速度测量装置、用于测量第i流连铸线上的铸坯在坐标系(x,y,z)中位置（或坐标）的位置测量装置，第一伸缩结构的控制部、第二伸缩结构的控制部、第i个连接件的转动控制部均与控制系统电连接，与第i流连铸线上的铸坯对应的位置测量装置、速度测量装置均设置于在第i个第一方向上与容纳区域入口距离为d1的位置。

优选地，定义第i个容纳区域在第i个第一方向上的两端开口分别为第i个容纳区域入口、第i个容纳区域出口，所述铸坯棱角部加热装置还包括用于测量位于容纳区域入口位置的铸坯温度的第一高温计、用于测量位于容纳区域出口位置的铸坯温度的第二高温计，各个加热单元的供电控制端均与控制系统电连接。

进一步地，R1=R2，第r层第一线圈子结构、第r层第二线圈子结构是由在平面上绕设的第r个多匝螺旋线圈对折形成，第r层第一线圈子结构、第r层第二线圈子结构分别为由对折线分成的第r个多匝螺旋线圈的两部分，第r层第一线圈子结构、第r层第二线圈子结构组成整体形状为L形的第r个线圈单元，L形的第r+1个线圈单元设置在L形的第r个线圈单元的远离开口一侧，各个线圈单元依次叠放形成所述L形线圈绕组，相邻两个线圈单元串联连接，各个线圈单元的绕设方向相同，r=1,……,R1-1；或

每层第一线圈子结构、每层第二线圈子结构均为在平面上绕设的多匝螺旋线圈；

相邻两层第一线圈子结构串联连接，相邻两层第二线圈子结构串联连接，各层第一线圈子结构的绕设方向相同，各层第二线圈子结构的绕设方向相同；优选地，R1层第一线圈子结构与R2层第二线圈子结构相互并联或串联连接。

本申请中，对折而成的第一线圈子结构、第r层第二线圈子结构可以保证较好的相对位置，如果希望将第一平面、第二平面的夹角调整到某个值，则仅需调整对折的角度，而无需单独调整两个线圈子结构的位置。而且，如果希望设置多层，则将L形的第r+1个线圈单元设置在L形的第r个线圈单元的远离开口一侧，从而将各个线圈单元依次叠放即可形成L形线圈绕组，加工方便，且可实现较好的角度精度。

进一步地，至少存在整数S1，使得M_S1≥2且1≤S1≤K，第S1个加热单元的各个感应器的非磁性外壳均为具有1个转折部的L形结构；和/或

至少存在整数S2，使得M_S2≥1且1≤S2≤K，第S2个加热单元的各个感应器的非磁性外壳均为具有2个转折部的U形结构，所述U形结构开口朝向方向与ox方向或第S2个第二方向平行，所述U形结构开口形成第S2个容纳区域；和/或

至少存在整数S3，使得M_S3≥1且1≤S3≤K，第S3个加热单元的各个感应器的非磁性外壳均为具有4个转折部的回字形结构，所述回字形结构开口形成第S3个容纳区域。

进一步地，第S1个加热单元的其中两个感应器在ox方向上相对设置，第S1个连接件固定连接有沿与ox方向平行的方向延伸的导向部，所述其中两个感应器分别与导向部滑动连接；

优选地，第S1个连接件具有基板、固定设置在基板上的两个侧板，两个侧板相对设置且均平行于yoz平面，所述铸坯棱角部加热装置还包括分别与其中两个感应器固定的两个第一挡板，所述两个第一挡板在与ox方向平行的方向上分别与两个侧板对应相对设置，每个第一挡板与相应的侧板之间均设置有在与ox方向平行的方向上可伸缩的第五伸缩结构；更优选地，N_S1个转折部的第一壁面均平行于基板表面；

优选地，M_S1=4，第S1个加热单元中，另外两个感应器在ox方向上相对设置，另外两个感应器分别在第S1个第二方向上与所述其中两个感应器相对设置；更优选地，所述另外两个感应器分别与导向部滑动连接，或所述另外两个感应器分别与所述其中两个感应器对应固定连接，或所述另外两个感应器通过两个第四伸缩结构分别与所述其中两个感应器对应连接，所述第四伸缩结构的长度方向平行于第S1个第二方向。

本申请中，两个感应器分别与导向部滑动连接，使得可以根据铸坯截面尺寸调整两个感应器之间的距离，感应器可以与铸坯表面接触或间距较小，从而实现较好的加热效果。M_S1=4时，可以调整另外两个感应器之间的距离，从而可以根据铸坯截面尺寸调整另外两个感应器之间的距离。

本发明还提供一种利用上述铸坯棱角部加热装置的铸坯棱角部加热方法，所述铸坯棱角部加热方法包括如下步骤：

（A）在第i流连铸线上的铸坯到达第i个容纳区域入口之前，测量铸坯运行方向与xoy平面之间夹角、铸坯在坐标系(x,y,z)中坐标，根据铸坯运行方向与xoy平面之间夹角、铸坯在坐标系(x,y,z)中坐标调整支架在oz方向上尺寸、第i个连接件的转动角度，使得铸坯在第i个第三平面上的投影面积等于铸坯截面面积，且使得铸坯在第i个第三平面上的投影不超过第i个容纳区域在第三平面上的投影范围；

（B）利用第i个加热单元对第i流连铸线上的铸坯进行加热；

优选的，所述步骤（A）还包括：在第i流连铸线上的铸坯到达第i个容纳区域入口之前，测量铸坯截面尺寸，根据铸坯截面尺寸调整M_i个感应器中相邻感应器之间的距离；

优选地，所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件设置在第二伸缩结构的活动部上且与第二伸缩结构的活动部铰接；所述步骤（A）还包括：在第i流连铸线上的铸坯到达第i个容纳区域入口之前，根据铸坯在坐标系(x,y,z)中坐标调整第二伸缩结构的伸缩长度；

优选地，所述步骤（B）还包括：根据第i流连铸线上的铸坯的目标加热温度、第i个容纳区域入口位置、出口位置的铸坯温度调整第i个加热单元的供电功率。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1）采用电磁感应加热技术，和传统采用燃气加热技术相比，具有加热速度快、能耗低、成材率高、氧化皮少、环境污染小、易于控制等优点；

2）加热目标明确、适用性强：由于本发明采用L型感应器的结构特点，L型线圈绕组沿铸坯棱角部分布，将被加热铸坯边角包囊在感应器内部，使L型线圈绕组形成的主磁路位于铸坯棱角部，不仅能满足边部加热，还能实现真正意义上的棱角部加热，改变了以中部带动棱角部温升的思路，不仅避免能源浪费，且从根本上解决棱角部开裂问题；

3）适用性强：由于本发明可根据工艺要求，在铸坯两个边角或四个边角安装L型感应器。根据自动检测系统对相关参数进行检测，结合提升液压缸、多级液压缸和伸缩液压缸，可自动调整L型感应器相互之间横向和纵向距离，以实现对不同规格尺寸的铸坯高效可靠加热，减少感应器规格种类和备品备件量，满足现代工业提出的自动化要求，减少了人工的投入；

4）自动化程度高，维护检修方便：由于本发明采用的是独立L型感应器，当棱角部加热装置出现故障或需要检修离线时，无需连铸线停机，只需开启系统检修模式，即可实现在不影响铸坯正常拉矫工况下感应器自动离线操作，增强了设备安装拆卸的便捷性，保证了生产计划的稳定进行；

5）可靠性高：在非磁性外壳内表面布置有沿感应器长度方向呈“S”型排布的空心铜管，且L型线圈绕组采用铜管绕制，在两者内部通有一定压力的低电导率冷却水，降低感应器温度，使感应器能在高温工况下可靠运行；

6）模块化设计、针对性强：根据工艺要求，针对具体棱角部和边部裂痕出现位置和情况，可在对应棱角部安装L型感应器，灵活组合感应器，有针对性地解决边角裂痕，减少能源损耗；同时，可根据连铸线具体流数，灵活组装添加感应器，模块化设计，结构紧凑，安装灵活。

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是本发明实施例的铸坯棱角部加热装置与被加热铸坯的立体结构示意图；

图2（a）是铸坯棱角部加热装置系统总图；

图2（b）是铸坯棱角部加热装置铸坯水平角度检测示意图；

图3是图1中I结构的放大示意图；

图4是另一种实施方式中加热单元有4个感应器时的局部放大示意图；

图5是从一个角度看的图4的局部示意图；

图6是从另一个角度看的图4的局部示意图；

图7是从又一个角度看的图4的局部示意图；

图8（a）是第二转动轴转动到一个位置时第二伸缩结构的活动部、第四伸缩结构、连接件的位置关系示意图；

图8（b）是第二转动轴转动到另一个位置时第二伸缩结构的活动部、第四伸缩结构、连接件的位置关系示意图；

图9是图1中连接件的立体结构示意图；

图10是L形感应器第1种实施方式的结构示意图；

图11是图10中L形线圈绕组的折叠方式示意图；

图12（a）、图12（b）、图12（c）、图12（d）分别是L形感应器第2种、第3种、第4种、第5种实施方式的结构示意图；

图13是图12（a）-图12（d）中第一线圈子结构、第二线圈子结构的绕线形式示意图；

图14是U形结构的感应器的结构示意图；

图15是本发明实施例中采用如图10所示L形传感器的铸坯棱角部加热装置的磁路分布示意图；

图16是本发明实施例中采用如图10所示L形传感器的涡流在铸坯表面的分布示意图；

图17是采用如图10所示L形传感器加热前后，在铸坯长度方向上铸坯棱角部温度变化曲线图。

上述附图中，11、第一高温计，12、第二高温计，13、位置测量装置；14、速度测量装置；4、设备本体；5、液压控制系统；6、冷却系统；7、变频电源；8、控制系统；41、底座；42、活动支架；43、伸缩调节机构；44、多级液压缸；45、卡轨；46、第二伸缩结构的活动部；47、连接件；48、第五伸缩结构；49、感应器；50、铸坯；492、圆形滑块；493、第一挡板；494、导向部；4911、非磁性外壳；4912A、第一线圈子结构，4912B、第二线圈子结构；4913、冷却管道；4914、铁芯；4915、L型绝缘非磁性隔热板；495A、第一磁力线；495B、第二磁力线；501、涡流。

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。

如图1-2所示，本发明提供一种铸坯棱角部加热装置，优选安装在连铸线二冷之后、拉矫之前的区域。

在所述铸坯棱角部加热装置的任意位置界定正交笛卡尔坐标系(x,y,z)，该坐标系的坐标原点为o，oz方向为铸坯棱角部加热装置的高度方向，yoz平面平行于铸坯50运行方向。

所述铸坯棱角部加热装置包括支架，所述支架在oz方向上尺寸可调，所述支架上设置有与支架铰接且可在yoz平面内转动的K个连接件47，K≥1。

如图1所示为K=2的情况。两个连接件47沿ox方向间隔设置；

第i个连接件47连接有用于对第i流连铸线上的铸坯50棱角部进行加热的第i个加热单元，第i个连接件47带动第i个加热单元在yoz平面内转动，i=1,2,…,K。

如图1所示，所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件47设置在第二伸缩结构的活动部46上且与第二伸缩结构的活动部46铰接。所述第一伸缩结构包括底座41，所述第一伸缩结构的活动部为设置于底座41上方且与底座41套接的活动支架42，所述第一伸缩结构还包括在oz方向上尺寸可调的伸缩调节机构43，所述伸缩调节机构43两端分别与底座41、活动支架42对应固定连接。所述活动支架42上设置有防止第二伸缩结构在沿ox方向伸缩时摆动的限位结构。限位结构优选为设置在第二伸缩结构两侧的卡轨45。伸缩调节机构43可为顶升液压缸。

所述设备本体4由底座41、开口自动调节装置、以及感应器组成。所述底座41采用方管拼接而成，下端固定在地面，上端套有活动支架42。连接件47可为直角梯形框架。所述开口自动调节装置由活动支架42、伸缩调节机构43、多级液压缸44、卡轨45、伸缩悬臂、连接件47、伸缩液压缸组成。第二伸缩结构包括多级液压缸44、伸缩悬臂，伸缩悬臂即为第二伸缩结构的活动部46。所述活动支架42采用比底座41方管小一规格方管加工而成，其下端插入底座方管内。活动支架42方管规格以能将其插入底座41方管内，且以底座41方管为导轨上下滑动时，活动支架42无晃动为准。活动支架42和底座41通过两个顶升液压缸连接起来，下端固定在底座41上，上端固定在活动支架42上，通过液压控制系统控制两个顶升液压缸可完成活动支架42的上下移动。所述伸缩悬臂采用两种不同规格非磁性方管制作而成，在保证有足够结构强度的前提下，小规格方管尺寸以能插入大方管内，并以大方管为轨道伸缩移动时无晃动为准。伸缩悬臂一端固定在活动支架42上部的卡轨45槽内，另一端根据连铸线流数：一机一流或多机多流，悬空安装一台或多台感应器49，一流对应一台感应器49。铸坯从感应器中间的开口穿过。

如图5-7、图8（a）、图8（b）所示，第i个加热单元包括第i个第一铰接轴100、第i个第三伸缩结构4992，所述第i个连接件47可绕第i个第一铰接轴100在yoz平面内转动。

图8（a）、图8（b）为去掉1个侧板后两个转动状态的示意图。所述第i个第一铰接轴100上套设有第一转动部101、第二转动部102，所述第一转动部101、第二转动部102分别与第二伸缩结构的活动部46、第i个连接件47对应固定连接，第i个第三伸缩结构4992两端分别与第二伸缩结构的活动部46、第i个连接件47对应铰接，所述第i个第三伸缩结构4992与第二伸缩结构的活动部46的铰接点、第i个第三伸缩结构4992与第i个连接件47的铰接点、第i个第一铰接轴100轴线在yoz平面上的投影围成三角形。第二伸缩结构的活动部46上固定设置有固定板4991，固定板4991与固定板4991通过第二铰接轴200相互铰接。基板471上固定设置有固定块473，第三伸缩结构4992与固定块473通过第三铰接轴300相互铰接。第二伸缩结构的活动部46设置在两个侧板472上。当第一铰接轴100转动到一定位置时，第二伸缩结构的活动部46也对连接件47起到限位作用。

第i个第一铰接轴100、第i个加热单元中各个L形感应器在yoz平面上的投影的相对位置可保持不变。第三伸缩结构4992可为液压伸缩结构。

第i个加热单元包括M_i个感应器；M_i个感应器均可沿与ox方向平行的方向上滑动从而与第i个连接件47滑动连接，或M_i个感应器与第i个连接件47固定连接，M_i≥1。本实施例中，感应器为L形。

若第i流连铸线上的铸坯截面尺寸固定，则对应加热单元的各个感应器可与对应连接件固定连接。

若需加工不同规格的铸坯，即第i流连铸线上的铸坯截面尺寸有变化，则对应加热单元的各个感应器可与对应连接件47滑动连接，从而调整相邻感应器之间的距离，使得感应器与铸坯表明接触或靠近。滑动连接的另一个优势是，如果铸坯运行方向在ox方向上的投影有变化，则可以通过对在ox方向间隔设置的两个感应器的位置均进行调整，从而适应在ox方向上位置变化的铸坯的位置。

感应器具有非磁性外壳4911，第i个加热单元的感应器的非磁性外壳4911具有N_i个转折部，N_i≥1。所述转折部开口形状与铸坯50截面转角形状相适应。非磁性外壳可为不锈钢材料。

当第i流连铸线上的铸坯50被加热时，铸坯50通道穿过第i个容纳区域，M_i个感应器的各个转折部均从铸坯50通道侧面包裹铸坯50的转角区域，转折部与铸坯表面接触或有一定间距。

定义形成转折部开口的非磁性外壳4911的两个壁面分别为该转折部的第一壁面4911A、第二壁面4911B；转折部的夹角范围为[45°，135°]；

所述非磁性外壳4911内腔对应每个转折部的位置均设置有L形线圈绕组4912；

所述L形线圈绕组4912包括R1层第一线圈子结构4912A、R2层第二线圈子结构4912B，R1层第一线圈子结构4912A、R2层第二线圈子结构4912B整体形成所述L形线圈绕组4912，R1≥1，R2≥1；

所述L形线圈绕组4912中，各层第一线圈子结构4912A的线圈平面相互平行且平行于该L形线圈绕组4912的第一平面，各层第二线圈子结构4912B的线圈平面相互平行且平行于该L形线圈绕组4912的第二平面；

所述L形线圈绕组4912通电时，每层第一线圈子结构4912A形成的两个磁极的连线均垂直于第一平面且N极位于对应S极的同一侧，每层第二线圈子结构4912B形成的两个磁极的连线均垂直于第二平面且N极位于对应S极的同一侧；

所述L形线圈绕组4912的第一平面、第二平面分别平行于对应转折部的第一壁面4911A、第二壁面4911B，所述L形线圈绕组4912沿对应转折部的转折方向设置（即L形线圈绕组4912围绕对应转折部设置），所述L形线圈绕组4912开口的朝向与对应转折部开口的朝向相同；

存在第i个第三平面，使得第i个加热单元中各个L形线圈绕组4912的第一平面、第二平面均垂直于第i个第三平面；

定义第i个第一方向为垂直于第i个第三平面的方向，定义第i个第二方向平行于第i个第三平面且与ox方向垂直相交；

M_i个感应器的M_i×N_i转折部之间形成第i个容纳区域，M_i×N_i个转折部开口均朝向第i个容纳区域，

第i个容纳区域在第i个第三平面上的投影形状为具有M_i×N_i个端点的多边形且与第i流连铸线上的铸坯50截面形状相同，第i个容纳区域在第i个第三平面上的投影面积不小于第i流连铸线上的铸坯50截面面积，M_i个感应器的各个转折部的第一壁面4911A与对应第二壁面4911B的交线在第i个第三平面上的投影构成所述多边形的M_i×N_i个端点。

本实施例中，转折部的夹角为90°。

所述非磁性外壳4911内腔中还容纳有铁芯4914，所述铁芯4914与非磁性外壳4911的壁面围成与该非磁性外壳4911的转折部数量相同的L形腔体，所述L形腔体与对应转折部的夹角相同，所述L形腔体靠近对应转折部开口设置且容纳有对应L形线圈绕组4912。

感应器由非磁性外壳4911、第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B、空心铜管4813、铁芯4914、L型绝缘非磁性隔热板4915组成。所述L形线圈绕组4912与对应转折部的第一壁面4911A、第二壁面4911B之间均设置有L型绝缘非磁性隔热板4915。

所述铁芯4914采用硅钢片叠压拼接而成，可有效减小交流激励下铁芯内部的涡流损耗和磁滞损耗，提高能源利用率。铁芯4914可由两个L形结构组成，其中，一个L形结构一个壁面、另一个L形结构一个壁面分别平行于第一壁面、第二壁面，一个L形结构另一个壁面位于所述一个L形结构一个壁面与第一壁面之间，另一个L形结构另一个壁面位于所述另一个L形结构一个壁面、第二壁面之间。

所述第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B由空心紫铜铜管绕制成L型，固定在铁芯4914拼合而成的凹腔内，凹腔开口朝向被加热铸坯。由于凹腔开口朝向被加热铸坯50，极大减小了L型铁芯4914和铸坯50之间的间隙，有利于凹腔内第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B所产生的第一磁力线495A穿过铸坯50内部，在铸坯50内部形成主磁路，有效减少空气漏磁和磁能在气隙中的损耗。

所述铁芯4914与转折部的第一壁面4911A、第二壁面4911B围成与该转折部对应的L形腔体。由于第一壁面4911A、第二壁面4911B与铸坯相邻的两个面接触，且铁芯与第一壁面4911A、第二壁面4911B围成容纳L形线圈绕组的L形腔体，从而可以防止漏磁。

如图10-11所示为L形线圈绕组的一种形式：R1=R2，第r层第一线圈子结构4912A、第r层第二线圈子结构4912B是由在平面上绕设的第r个多匝螺旋线圈对折形成，第r层第一线圈子结构4912A、第r层第二线圈子结构4912B分别为由对折线分成的第r个多匝螺旋线圈的两部分，第r层第一线圈子结构4912A、第r层第二线圈子结构4912B组成整体形状为L形的第r个线圈单元，L形的第r+1个线圈单元设置在L形的第r个线圈单元的远离开口一侧，各个线圈单元依次叠放形成所述L形线圈绕组4912，相邻两个线圈单元串联连接，各个线圈单元的绕设方向相同，r=1,……,R1-1。第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B是绕制好之后，嵌入铁芯4914内腔。线圈类似于同心螺旋结构，在绕制好之后沿直径方向折成90°。线圈是嵌在铁芯一侧的凹槽里面。线圈绕制时的结构如图11所示，在绕制完成之后再沿中心线（折叠线）对折成90°。

如图15所示，通过采用L型的非磁性外壳4911、铁芯4914，以及L线圈绕组4912，将被加热铸坯50边角包囊在L型的非磁性外壳4911内部，使第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B产生的第一磁力线495A位于铸坯棱角部，实现真正意义上对铸坯棱角部加热的目的。同时，对于长宽比较大的铸坯50，窄边散热也会比较快，通过在铸坯窄边两边角布置L型的感应器即可满足对棱角部加热的同时，对边部也可进行加热，扩展了设备的适用范围。图15所示铸坯50即为铸坯截面。

所述L型绝缘非磁性隔热板4915采用绝缘、具有一定结构强度，高温性能好、耐高温、不导磁但磁力线可穿透的特种陶瓷材料加工而成。L型绝缘非磁性隔热板4915布置在第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B内表面，良好的隔热性可有效隔断热铸坯对第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B的强烈热辐射。另外，所述非磁性外壳4911内表面布置有沿感应器长度方向呈“S”型排布的冷却管道4913。在第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B铜管和非磁性外壳内表面冷却管道4913里面通有冷却系统提供的压力为0.3MPa-0.4MPa的低电导率冷却水。通过冷却水的流动，带走铸坯对第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B和非磁性外壳4911产生的辐射热，以及第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B自身发热产生的热量。

在L型绝缘非磁性隔热板4915和铜管冷却水的共同作用下，第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B的温度得到有效控制，减少了第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B温度升高带来的能源浪费，避免了较高温升造成第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B烧毁，提高了设备在高温工况下的可靠性和稳定性。

如图12（a）-图12（d）、图13所示为L形线圈绕组的另一种形式：每层第一线圈子结构4912A、每层第二线圈子结构4912B均为在平面上绕设的多匝螺旋线圈；相邻两层第一线圈子结构4912A串联连接，相邻两层第二线圈子结构4912B串联连接，各层第一线圈子结构4912A的绕设方向相同，各层第二线圈子结构4912B的绕设方向相同。在一种优选实施方式中，R1层第一线圈子结构4912A组成的结构与R2层第二线圈子结构4912B组成的结构相互并联或串联连接。图12（b）中，该L形线圈绕组产生的磁力线标识为第二磁力线495B。

多匝螺旋线圈可为同心螺旋线圈。

加热单元的各个感应器的非磁性外壳4911可为具有1个转折部的L形结构，如图1、图3、图4-7所示实施方式，其中转折部个数N_i=1；加热单元的各个感应器的非磁性外壳4911也可为具有2个转折部的U形结构，所述U形结构开口朝向方向与ox方向或第二方向平行，所述U形结构开口形成容纳区域，如图14所示为U形结构开口朝向方向与第二方向平行的情况，其中转折部个数N_i=2；加热单元的各个感应器的非磁性外壳4911也可均为具有4个转折部的回字形结构，所述回字形结构开口形成容纳区域。

如图3、图9所示，M_S1=2，第S1个加热单元的两个感应器49A，49B在ox方向上相对设置，第S1个连接件47固定连接有沿与ox方向平行的方向延伸的导向部494，所述其中两个感应器49A，49B分别与导向部494滑动连接。

第S1个连接件47具有基板471、固定设置在基板471上的两个侧板472，两个侧板472相对设置且均平行于yoz平面，所述铸坯棱角部加热装置还包括分别与其中两个感应器49A，49B固定的两个第一挡板493，所述两个第一挡板493在与ox方向平行的方向上分别与两个侧板472对应相对设置，每个第一挡板493与相应的侧板472之间均设置有在与ox方向平行的方向上可伸缩的第五伸缩结构48；N_S1个转折部的第一壁面均平行于基板471表面。第五伸缩结构48可为伸缩液压缸。

如图3所示，感应器由分布在感应器前后的支撑辊支撑。根据连铸工艺要求，若铸坯50仅上表面两个边角出现裂痕，则只需在上表面两边角处分别安装一台L型感应器；若铸坯上、下表面四个边角均出现裂痕，则需要在四个边角处全部安装L型感应器。L型感应器通过卡在两根导轨494之间的圆形滑块492悬挂在两根导轨494同一侧的两端，导轨494的另一侧固定有连接件47，通过连接件47将两台L型感应器悬挂在伸缩悬臂小规格方管下方。采用直角梯形框架是为了在调整感应器，使其与铸坯平行时，只需要调整直角梯形框架的一条斜边。设置连接件47，便于安装导轨494，并使导轨及挂在导轨上的感应器和铸坯平行。调整时，即一端采用销轴，便于直角梯形框架转动，另一端采用液压缸推拉，以此实现直角梯形框架绕销轴转动。

通过调整基板471的倾斜角度，则可以保证L型感应器两直角面和铸坯50被加热边角两平面保持平行，保持两面之间的间隙前后一致。

在L型感应器侧面、对应两导轨494之间位置设有第一挡板493，在第一挡板493和连接件47之间设有伸缩液压缸，用于调节L型感应器和连接件47之间的距离，即两L型感应器之间的距离，以便感应器能适用不同规格铸坯50进行加热，提高感应器的通用性，减少备品备件量。连接件47的上边缘固定在第二伸缩结构的活动部的底部。

如图4-图7所示，M_S1=4，第S1个加热单元中，另外两个感应器49C，49D在ox方向上相对设置，另外两个感应器49C，49D分别在第S1个第二方向上与所述其中两个感应器49A，49B相对设置；更优选地，所述另外两个感应器49C，49D分别与导向部494滑动连接，或所述另外两个感应器49C，49D分别与所述其中两个感应器49A，49B对应固定连接，或所述另外两个感应器49C，49D通过两个第四伸缩结构497分别与所述其中两个感应器49A，49B对应连接，所述第四伸缩结构497的长度方向平行于第S1个第二方向。第四伸缩结构497可为液压伸缩结构。可在感应器49C、49D上分别固定两个第二挡板496，第四伸缩结构497的两端分别与两个第二挡板496对应固定连接。

如图2（a）所示，铸坯棱角部加热装置包括变频电源7、设备本体4、监控系统、冷却系统6、控制系统8和液压控制系统5。变频电源7为设备本体供电。变频电源7可为多路输出，即变频电源7为各个加热单元供电。控制系统可为PLC控制系统。控制系统可以由单独数据处理中心、单独的控制系统实现，也可将数据处理、控制的功能集成在一起。所述铸坯棱角部加热装置还包括用于测量第i流连铸线上的铸坯50运行方向与xoy平面之间夹角的角度测量装置、用于测量第i流连铸线上的铸坯50移动速度的速度测量装置14、用于测量第i流连铸线上的铸坯50在坐标系(x,y,z)中坐标的位置测量装置13，第一伸缩结构的控制部、第二伸缩结构的控制部、第i个连接件47的转动控制部均与控制系统8电连接，与第i流连铸线上的铸坯50对应的位置测量装置13、速度测量装置14均设置于在第i个第一方向上与容纳区域入口距离为d1的位置。d1可根据第一伸缩结构、第二伸缩结构、第i个连接件47的转动所需时间、铸坯运行速度确定，本领域技术人员可以理解。

定义第i个容纳区域在第i个第一方向上的两端开口分别为第i个容纳区域入口、第i个容纳区域出口，所述铸坯棱角部加热装置还包括用于测量位于容纳区域入口位置的铸坯50温度的第一高温计11、用于测量位于容纳区域出口位置的铸坯50温度的第二高温计12，各个加热单元的供电控制端（即变频电源7）均与控制系统8电连接。

所述监控系统包括第一高温计11、第二高温计12、位置测量装置13、速度测量装置14和控制系统8。

第一高温计11、第二高温计12分别布置在感应器进口、出口处，对铸坯加热之前和之后的温度实时监测。所述位置测量装置13和速度测量装置14布置在距离感应器铸坯入口一定距离位置。可在距离铸坯上、下、左、右四个平面一定距离位置处分别布置位置测量装置13，用于检测待加热铸坯参数。4个位置测量装置13在oxyz坐标系中的坐标已知，即ox方向上位于铸坯上方、下方两个位置测量装置13之间的距离、第二方向上位于铸坯两侧的两个位置测量装置13之间的距离均已知。通过测量4个位置测量装置13与铸坯的距离，ox方向上两个位置测量装置13之间的距离减去ox方向上两个位置测量装置13与铸坯的距离之和，即得到铸坯在ox方向上的尺寸，第二方向上两个位置测量装置13之间的距离减去第二方向上两个位置测量装置13与铸坯的距离之和，即得到铸坯在第二方向上的尺寸，即可得到铸坯坐标、铸坯截面尺寸。位置测量装置13可采用耐高温激光测距传感器。速度测量装置14设有一个，布置在距离铸坯上表面一定距离位置处，用于对铸坯移动速度进行检测。通过耐高温信号电缆将监控设备得到的温度、铸坯坐标参数和铸坯移动速度信号传送给控制系统8；控制系统8根据坐标参数，得到待加热铸坯相对于感应器位置和铸坯规格尺寸参数，对整个系统进行控制。速度测量装置14可采用Velas DL激光测速仪。位置测量装置13可采用ZLDS11X高温激光测距传感器。如图2（b）所示，角度测量装置可由在铸坯50运行方向上间隔设置的两个激光测距传感器132和133实现，即由激光测距传感器132、激光测距传感器132测量的到铸坯50表面的距离之差以及已知的两个激光测距传感器132和133之间的距离，根据反正切函数求解即可得到铸坯50运行方向与xoy平面之间夹角α。激光测距传感器132和133可采用ZLDS11X高温激光测距传感器。激光测距传感器131、132和133也可作为位置测量装置，即位置测量装置、角度测量装置可集成在一起。

本发明还提供一种利用上述铸坯棱角部加热装置的铸坯棱角部加热方法，其特征在于：所述铸坯棱角部加热方法包括如下步骤：

（A）在第i流连铸线上的铸坯50到达第i个容纳区域入口之前，测量铸坯50运行方向与xoy平面之间夹角、铸坯50在坐标系(x,y,z)中坐标，根据铸坯50运行方向与xoy平面之间夹角、铸坯50在坐标系(x,y,z)中坐标调整支架在oz方向上尺寸、第i个连接件47的转动角度，使得铸坯50在第i个第三平面上的投影面积等于铸坯50截面面积，且使得铸坯50在第i个第三平面上的投影不超过第i个容纳区域在第三平面上的投影范围；

（B）利用第i个加热单元对第i流连铸线上的铸坯50进行加热；

优选的，所述步骤（A）还包括：在第i流连铸线上的铸坯50到达第i个容纳区域入口之前，测量铸坯50截面尺寸，根据铸坯50截面尺寸调整M_i个感应器中相邻感应器之间的距离；

优选地，所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件47设置在第二伸缩结构的活动部46上且与第二伸缩结构的活动部46铰接；所述步骤（A）还包括：在第i流连铸线上的铸坯50到达第i个容纳区域入口之前，根据铸坯50在坐标系(x,y,z)中坐标调整第二伸缩结构的伸缩长度；

优选地，所述步骤（B）还包括：根据第i流连铸线上的铸坯50的目标加热温度、第i个容纳区域入口位置、出口位置的铸坯50温度调整第i个加热单元的供电功率。

若进口、出口位置温差越大，则铸坯需要提升的温度也越高，则增大加热单元的供电功率，即增大为线圈供电的电源功率。若出口位置高于目标加热温度，则可减小加热单元的供电功率。

以由两台L型感应器49A、49B组成的感应器为例对在线多规格铸坯棱角部加热系工作过程和加热原理进行介绍：当铸坯50移动到位于棱角部加热装置感应器一定距离处的位置测量装置13、速度测量装置14和入口高温计1处时，传感器开始对铸坯坐标参数、移动速度和入口温度进行检测，并将检测结果通过耐高温信号电缆传送给控制系统8，经控制系统8对数据进行处理之后得到铸坯规格尺寸、铸坯和感应器的相对位置参数；控制系统8根据位置参数和铸坯规格尺寸参数，通过开口自动调节装置，对感应器整体位置、感应器开口尺寸（容纳区域尺寸）、两个L型感应器49A、49B相对位置进行调整，使感应器移动至和铸坯50位置相对应的位置，使感应器开口尺寸和待加热铸坯相匹配，完成感应器根据铸坯宽度的自动开口调节操作。开口调节时，L型感应器和铸坯50之间上、下、左、右的距离以30mm为标准：间隙过大则气隙磁阻较大，能量利用率低，造成能源浪费；过小则铸坯无法顺利穿过感应器，导致铸坯会撞击感应器，对感应器造成损坏；另一方面，由于系统从待机状态转入相应铸坯加热工作状态，需要一定的时间，所以以有效速度信号作为系统启动信号（来坯信号）；另外，由于铸坯规格越大，棱角部热量损失越严重，棱角部温度和中心温度差异越大，棱角部需要提升的温度越高；铸坯移动速度越快，穿过感应器的时间越短，铸坯在感应器内部加热的时间也越短，则要求铸坯的升温速率越快；同时，进、出口温差越大，铸坯需要提升的温度也越高。结合铸坯规格尺寸参数和初始温度，PLC控制系统通过铸坯参数，调整变频电源7施加在第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B上的电流、频率等电气参数，使电源输出的加热功率和铸坯初始温度分布状况相匹配，实现电源输出功率随铸坯初始状况的动态调节。调整完毕，变频电源系统在第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B上施加一定频率的电流，通电后的第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B产生按相同频率变化的交变磁场，交变磁场穿过铸坯50棱角部以及两平面，在铸坯50棱角部产生涡流501，如图16所示。涡流501损耗转化为热能，实现对铸坯50棱角部的加热。铸坯50穿过感应器之后完成对其棱角部的加热，经过出口处高温计1对铸坯50温度进行检测，得到温度参数，将测得温度和目标温度进行比较：若温度偏低，则通过控制系统8增大电源输出功率；反之，则减小电源输出功率，避免不必要的能源浪费。经过温度反馈，不断调整参数，最终将电气参数调整至与目标温度相对应的值，完成系统对多规格铸坯棱角部的加热。

当棱角部加热装置出现故障或需要检修离线时，无需连铸线停机，只需开启系统检修模式，系统会自动断开棱角部加热装置第一线圈子结构4912A、第二线圈子结构4912B的电源，并通过控制系统控制两个伸缩液压缸，使感应器远离铸坯50一定距离，然后控制两个顶升液压缸和多级液压缸44使感应器远离连铸线，最终实现在不影响铸坯正常拉矫工况下感应器自动离线操作。

本发明利用电磁感应加热技术，调节感应器之间的相对位置，实现对不同规格铸坯：包括板坯、方坯和矩形坯，进行在线边部和真正意义上的棱角部快速、高效加热；同时，可实现在不影响正常生产的前提下，设备随时自动离线进行检修维护，自动化程度高，可靠性高，维护检修方便，保证了生产计划的稳定进行。

本系统主要的加热对象是棱角部，以此解决棱角部温度和中心温度差所带来的问题；但对于断面尺寸规格较小的铸坯，本系统也可在加热棱角部的同时，直接加热中心区域，或通过棱角部热传导的形式加热中心区域。

如图17所示，在铸坯长度方向上选取一段位置放置本申请的铸坯加热装置，即放置在y坐标为500-1000mm的位置，并对铸坯棱角部位置的温度进行测量。针对某一规格铸坯50，未采用本申请的铸坯加热装置时，铸坯棱角部温度约为800°C，而经过本申请的铸坯加热装置（棱角部加热装置）之后，将铸坯棱角部温度从800℃时，提升至接近1150℃，其效果十分显著，完全可满足连铸工艺要求，有效避免了棱角部裂痕的产生。同时，采用棱角部加热装置的连铸线相比未采用棱角部加热装置的连铸线，后续工艺生产成本大约可节省70~80%。根据图15所示，铸坯50有4个棱角部，在试验中可以发现，仅在上方两个棱角部设置两个L形感应器时，上方两个棱角部温度较高，而下方两个棱角部因未设置L形感应器，因此温度较低。

以上显示和描述本发明的基本原理、主要特征和优点。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。

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

Claims (10)

1.一种铸坯棱角部加热装置，在所述铸坯棱角部加热装置的任意位置界定正交笛卡尔坐标系(x,y,z)，该坐标系的坐标原点为o，oz方向为铸坯棱角部加热装置的高度方向，yoz平面平行于铸坯（50）运行方向；

其特征在于：所述铸坯棱角部加热装置包括支架，所述支架在oz方向上尺寸可调，所述支架上设置有与支架铰接且可在yoz平面内转动的K个连接件（47），K≥1；

当K≥2时，K个连接件（47）沿ox方向间隔设置；

第i个连接件（47）连接有用于对第i流连铸线上的铸坯（50）棱角部进行加热的第i个加热单元，第i个连接件（47）带动第i个加热单元在yoz平面内转动，i=1,2,…,K；

所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件（47）设置在第二伸缩结构的活动部（46）上且与第二伸缩结构的活动部（46）铰接。

2.根据权利要求1所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：所述第一伸缩结构包括底座（41），所述第一伸缩结构的活动部为设置于底座（41）上方且与底座（41）套接的活动支架（42），所述第一伸缩结构还包括在oz方向上尺寸可调的伸缩调节机构（43），所述伸缩调节机构（43）两端分别与底座（41）、活动支架（42）对应固定连接；

优选地，所述活动支架（42）上设置有防止第二伸缩结构在沿ox方向伸缩时摆动的限位结构。

3.根据权利要求1所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：第i个加热单元包括第i个第一铰接轴（100）、第i个第三伸缩结构（4992），所述第i个连接件（47）可绕第i个第一铰接轴（100）在yoz平面内转动；

所述第i个第一铰接轴（100）上套设有第一转动部（101）、第二转动部（102），所述第一转动部（101）、第二转动部（102）分别与第二伸缩结构的活动部（46）、第i个连接件（47）对应固定连接，第i个第三伸缩结构（4992）两端分别与第二伸缩结构的活动部（46）、第i个连接件（47）对应铰接，所述第i个第三伸缩结构（4992）与第二伸缩结构的活动部（46）的铰接点、第i个第三伸缩结构（4992）与第i个连接件（47）的铰接点、第i个第一铰接轴（100）轴线在yoz平面上的投影围成三角形。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：第i个加热单元包括M_i个感应器；

M_i个感应器均可沿与ox方向平行的方向上滑动从而与第i个连接件（47）滑动连接，或M_i个感应器与第i个连接件（47）固定连接；

所述感应器具有非磁性外壳（4911），第i个加热单元的感应器的非磁性外壳（4911）具有N_i个转折部，M_i≥1，N_i≥1，定义形成转折部开口的非磁性外壳（4911）的两个壁面分别为该转折部的第一壁面（4911A）、第二壁面（4911B）；转折部的夹角范围为[45°，135°]；

所述非磁性外壳（4911）内腔对应每个转折部的位置均设置有L形线圈绕组（4912）；

所述L形线圈绕组（4912）包括R1层第一线圈子结构（4912A）、R2层第二线圈子结构（4912B），R1层第一线圈子结构（4912A）、R2层第二线圈子结构（4912B）整体形成所述L形线圈绕组（4912），R1≥1，R2≥1；

所述L形线圈绕组（4912）中，各层第一线圈子结构（4912A）的线圈平面相互平行且平行于该L形线圈绕组（4912）的第一平面，各层第二线圈子结构（4912B）的线圈平面相互平行且平行于该L形线圈绕组（4912）的第二平面；

所述L形线圈绕组（4912）通电时，每层第一线圈子结构（4912A）形成的两个磁极的连线均垂直于第一平面且N极位于对应S极的同一侧，每层第二线圈子结构（4912B）形成的两个磁极的连线均垂直于第二平面且N极位于对应S极的同一侧；

所述L形线圈绕组（4912）的第一平面、第二平面分别平行于对应转折部的第一壁面（4911A）、第二壁面（4911B），所述L形线圈绕组（4912）沿对应转折部的转折方向设置，所述L形线圈绕组（4912）开口的朝向与对应转折部开口的朝向相同；

存在第i个第三平面，使得第i个加热单元中各个L形线圈绕组（4912）的第一平面、第二平面均垂直于第i个第三平面；

定义第i个第一方向为垂直于第i个第三平面的方向，定义第i个第二方向平行于第i个第三平面且与ox方向垂直相交；

M_i个感应器的M_i×N_i转折部之间形成第i个容纳区域，M_i×N_i个转折部开口均朝向第i个容纳区域，

第i个容纳区域在第i个第三平面上的投影形状为具有M_i×N_i个端点的多边形且与第i流连铸线上的铸坯（50）截面形状相同，第i个容纳区域在第i个第三平面上的投影面积不小于第i流连铸线上的铸坯（50）截面面积，M_i个感应器的各个转折部的第一壁面（4911A）与对应第二壁面（4911B）的交线在第i个第三平面上的投影构成所述多边形的M_i×N_i个端点；

优选地，转折部的夹角为90°。

5.根据权利要求4所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：所述非磁性外壳（4911）内腔中还容纳有铁芯（4914），所述铁芯（4914）与非磁性外壳（4911）的壁面围成与该非磁性外壳（4911）的转折部数量相同的L形腔体，所述L形腔体与对应转折部的夹角相同，所述L形腔体靠近对应转折部开口设置且容纳有对应的L形线圈绕组（4912）；

优选地，所述铁芯（4914）与转折部的第一壁面（4911A）、第二壁面（4911B）围成与该转折部对应的L形腔体。

6.根据权利要求4所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件（47）设置在第二伸缩结构的活动部（46）上且与第二伸缩结构的活动部（46）铰接；

所述铸坯棱角部加热装置还包括控制系统（8）、用于测量第i流连铸线上的铸坯（50）运行方向与xoy平面之间夹角的角度测量装置、用于测量第i流连铸线上的铸坯（50）移动速度的速度测量装置（14）、用于测量第i流连铸线上的铸坯（50）在坐标系(x,y,z)中位置的位置测量装置，第一伸缩结构的控制部、第二伸缩结构的控制部、第i个连接件（47）的转动控制部均与控制系统（8）电连接，与第i流连铸线上的铸坯（50）对应的位置测量装置（13）、速度测量装置（14）均设置于在第i个第一方向上与容纳区域入口距离为d1的位置；

优选地，定义第i个容纳区域在第i个第一方向上的两端开口分别为第i个容纳区域入口、第i个容纳区域出口，所述铸坯棱角部加热装置还包括用于测量位于容纳区域入口位置的铸坯（50）温度的第一高温计（11）、用于测量位于容纳区域出口位置的铸坯（50）温度的第二高温计（12），各个加热单元的供电控制端均与控制系统（8）电连接。

7.根据权利要求4所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：R1=R2，第r层第一线圈子结构（4912A）、第r层第二线圈子结构（4912B）是由在平面上绕设的第r个多匝螺旋线圈对折形成，第r层第一线圈子结构（4912A）、第r层第二线圈子结构（4912B）分别为由对折线分成的第r个多匝螺旋线圈的两部分，第r层第一线圈子结构（4912A）、第r层第二线圈子结构（4912B）组成整体形状为L形的第r个线圈单元，L形的第r+1个线圈单元设置在L形的第r个线圈单元的远离开口一侧，各个线圈单元依次叠放形成所述L形线圈绕组（4912），相邻两个线圈单元串联连接，各个线圈单元的绕设方向相同，r=1,……,R1-1；或

每层第一线圈子结构（4912A）、每层第二线圈子结构（4912B）均为在平面上绕设的多匝螺旋线圈；

相邻两层第一线圈子结构（4912A）串联连接，相邻两层第二线圈子结构（4912B）串联连接，各层第一线圈子结构（4912A）的绕设方向相同，各层第二线圈子结构（4912B）的绕设方向相同；优选地，R1层第一线圈子结构（4912A）与R2层第二线圈子结构（4912B）相互并联或串联连接。

8.根据权利要求4所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：至少存在整数S1，使得M_S1≥2且1≤S1≤K，第S1个加热单元的各个感应器的非磁性外壳（4911）均为具有1个转折部的L形结构；和/或

至少存在整数S2，使得M_S2≥1且1≤S2≤K，第S2个加热单元的各个感应器的非磁性外壳（4911）均为具有2个转折部的U形结构，所述U形结构开口朝向方向与ox方向或第S2个第二方向平行，所述U形结构开口形成第S2个容纳区域；和/或

至少存在整数S3，使得M_S3≥1且1≤S3≤K，第S3个加热单元的各个感应器的非磁性外壳（4911）均为具有4个转折部的回字形结构，所述回字形结构开口形成第S3个容纳区域。

9.根据权利要求8所述的铸坯棱角部加热装置，其特征在于：第S1个加热单元的其中两个感应器（49A，49B）在ox方向上相对设置，第S1个连接件（47）固定连接有沿与ox方向平行的方向延伸的导向部（494），所述其中两个感应器（49A，49B）分别与导向部（494）滑动连接；

优选地，第S1个连接件（47）具有基板（471）、固定设置在基板（471）上的两个侧板（472），两个侧板（472）相对设置且均平行于yoz平面，所述铸坯棱角部加热装置还包括分别与其中两个感应器（49A，49B）固定的两个第一挡板（493），所述两个第一挡板（493）在与ox方向平行的方向上分别与两个侧板（472）对应相对设置，每个第一挡板（493）与相应的侧板（472）之间均设置有在与ox方向平行的方向上可伸缩的第五伸缩结构（48）；更优选地，N_S1个转折部的第一壁面均平行于基板（471）表面；

优选地，M_S1=4，第S1个加热单元中，另外两个感应器（49C，49D）在ox方向上相对设置，另外两个感应器（49C，49D）分别在第S1个第二方向上与所述其中两个感应器（49A，49B）相对设置；更优选地，所述另外两个感应器（49C，49D）分别与导向部（494）滑动连接，或所述另外两个感应器（49C，49D）分别与所述其中两个感应器（49A，49B）对应固定连接，或所述另外两个感应器（49C，49D）通过两个第四伸缩结构（497）分别与所述其中两个感应器（49A，49B）对应连接，所述第四伸缩结构（497）的长度方向平行于第S1个第二方向。

10.一种利用权利要求1所述的铸坯棱角部加热装置的铸坯棱角部加热方法，其特征在于：所述铸坯棱角部加热方法包括如下步骤：

（A）在第i流连铸线上的铸坯（50）到达第i个容纳区域入口之前，测量铸坯（50）运行方向与xoy平面之间夹角、铸坯（50）在坐标系(x,y,z)中坐标，根据铸坯（50）运行方向与xoy平面之间夹角、铸坯（50）在坐标系(x,y,z)中坐标调整支架在oz方向上尺寸、第i个连接件（47）的转动角度，使得铸坯（50）在第i个第三平面上的投影面积等于铸坯（50）截面面积，且使得铸坯（50）在第i个第三平面上的投影不超过第i个容纳区域在第三平面上的投影范围；

（B）利用第i个加热单元对第i流连铸线上的铸坯（50）进行加热；

优选的，所述步骤（A）还包括：在第i流连铸线上的铸坯（50）到达第i个容纳区域入口之前，测量铸坯（50）截面尺寸，根据铸坯（50）截面尺寸调整M_i个感应器中相邻感应器之间的距离；

优选地，所述支架包括在oz方向上尺寸可调的第一伸缩结构，所述第一伸缩结构的活动部上设置有在ox方向上尺寸可调的第二伸缩结构，K个连接件（47）设置在第二伸缩结构的活动部（46）上且与第二伸缩结构的活动部（46）铰接；所述步骤（A）还包括：在第i流连铸线上的铸坯（50）到达第i个容纳区域入口之前，根据铸坯（50）在坐标系(x,y,z)中坐标调整第二伸缩结构的伸缩长度；

优选地，所述步骤（B）还包括：根据第i流连铸线上的铸坯（50）的目标加热温度、第i个容纳区域入口位置、出口位置的铸坯（50）温度调整第i个加热单元的供电功率。

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