[實用新型]鋼錠冒口感應加熱裝置

有效

• 申請號: 201320232785.6
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN203235930U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 王明家;顧濤;周宣;馬千;黃晶;劉玉明;許元濤
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B22D7/12
• 分類號: B22D7/12;B22D7/10
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所 13102
• 代理人: 鄂長林

技術領域

本實用新型涉及冶金和機械制造行業，具體說是一種適用于大型鋼錠（鑄錠）生產過程中鋼錠冒口部位的感應加熱裝置，可以對不同尺寸的鋼錠冒口部位液態金屬進行加熱保溫，適用于不銹鋼、合金鋼和鎳基合金等各類金屬材料。

背景技術

隨著金屬鍛件產品性能要求的提高，對其所用的鑄錠和鑄坯質量提出了更高的要求，特別是大型鍛件向超大型化和高合金化發展，所用鍛造鋼錠和鑄坯也需要滿足超大型化和高致密化的要求。

大型鋼錠（包括各類金屬材料的各種鑄坯，下同）的鑄錠工序，液態金屬在凝固過程中，需要冒口部位補充大量的高溫鋼水，以填充鋼錠錠身凝固收縮的空間。由于大型鋼錠凝固過程很長，在錠身凝固的過程中冒口鋼液（包括各種液態的黑色和有色金屬，為了敘述方便，統稱鋼液，下同。）也在散熱降溫趨向凝固，在鋼錠凝固后期，冒口便難以保證有足夠的高溫鋼液完成錠身的補縮任務，為此，工業生產中常用增大冒口比例的方法來延長冒口凝固時間，保證冒口有充足的鋼液用于錠身補縮，通常鋼錠冒口所占比率增加到18-25%，雖然此方法能滿足錠身的補縮要求，但卻顯著地降低了鋼錠的利用率，不但增加了生產成本，也浪費大量寶貴的資源。

如何在不增加冒口比例的情況下，保證冒口有充足的鋼液對錠身補縮，成為鋼錠生產中難以突破的瓶頸。目前，鋼錠的冒口保溫采用低導熱率材料，使得冒口鋼液處于低導熱的保溫環境之中，這樣減少了冒口鋼液向周圍的熱損失，延緩冒口的凝固進程。在此基礎上，工業生產中有應用電熱冒口者，也有研究者試圖通過電弧、等離子和化學方法等加熱方法對冒口熱量損失進行補償，進一步延緩冒口鋼液的凝固進程，強化冒口的補縮作用。但是上述電熱冒口等方法尚有某些不足之處，例如上述電熱冒口在實際生產中需要直接將石墨電極等加熱體插入到鋼液中，加熱過程中難以很好利用保溫劑和覆蓋劑保護，造成大量的熱量從頂部散失，并且上述電熱冒口輸入的熱量主要集中在加熱體附近，加熱面積小、熱效率低；此外，上述方法還存在雜質和有害氣體對鋼液的污染等問題。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述不足，本實用新型提供一種鋼錠冒口感應加熱裝置，該裝置通過感應器對鋼錠冒口部位進行感應加熱，方便有效地延長冒口的凝固時間，提高冒口補縮能力，減小冒口尺寸，顯著提高鋼錠利用率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：所述鋼錠冒口感應加熱裝置，包括底座、支撐臂，上、下兩組感應線圈、熱電偶和無紙記錄儀，底座側壁的外表面對稱設置吊耳。所述底座上用耐火保溫材料砌筑成冒口保溫套，在冒口保溫套外部垂直方向放置上、下兩組感應線圈，上、下兩組感應線圈通過水冷電纜連接到可控硅電源柜，在上、下兩組感應線圈外部沿圓周方向上均布磁軛，磁軛的外側用不銹鋼板夾持并組裝在支撐臂上，支撐臂固定在底座的凹槽內，冷卻水系統與上、下感應線圈連接，通過冷卻水帶走感應線圈的熱量。

本實用新型中，上、下兩組感應線圈，均由矩形銅管盤成螺旋狀，線圈匝間距通常為5-12mm，線圈外表面包有云母帶，且涂有絕緣漆。

本實用新型中，所述上、下兩組感應線圈采用并聯方式與可控硅電源柜連接，且兩組感應線圈之間塞有石棉板隔離，可控硅電源柜輸出頻率范圍100-3000Hz，頻率和功率根據鋼錠尺寸及溫度反饋信號進行選擇和調整。

本實用新型中，所述磁軛由硅鋼片壘疊而成，其截面形狀為“匚”形，磁軛封面的不銹鋼板與硅鋼片接觸部用云母板隔開。?

本實用新型中，所述的鋼錠冒口感應加熱裝置，其底座材質為不銹鋼，底座與磁軛留有間隙，且在間隙之間填充絕熱絕緣材料進行絕緣處理。

本實用新型中，所述冒口保溫套由耐火磚和絕緣板組裝而成，冒口保溫套的厚度為20-200mm，冒口保溫套與上、下兩組感應線圈之間無鐵磁性材料。

本實用新型中，帶有剛玉保護管的熱電偶插入到冒口的金屬液中，通過導線連接到無紙記錄儀，檢測記錄冒口鋼液的溫度，反映冒口降溫過程，根據反饋的信息調節電源的輸入功率控制冒口凝固過程。

本實用新型中，冷卻水系統為感應線圈提供冷卻水，在出水口設有測溫裝置，要求出水溫度不高于55℃。

本實用新型具有如下有益效果：

1、加熱速度快，熱效率高，節約能源。本實用新型的加熱方式屬于感應加熱，在感應加熱過程中，熱量來自于冒口?“熱態渦流透入層”?內液態金屬生成的體積熱，快速加熱，熱效率高。