[發(fā)明專利]一種連鑄過(guò)程中的板坯角部加熱器及加熱方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010034214.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN111001770A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寶峰;王曉東;丁國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 包頭聯(lián)方高新技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22D11/12
• 分類號(hào): B22D11/12
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張馳

本發(fā)明提供了方坯或矩型坯用角部加熱器，包括圓筒形外殼和口形的用于通過(guò)方坯或矩型坯的隔熱板，隔熱板置于外殼中心形成外圓內(nèi)方的結(jié)構(gòu)，外殼內(nèi)壁與隔熱板外壁之間形成外圓內(nèi)方的空腔，空腔內(nèi)置有鐵芯，鐵芯上繞制有線圈，通電后鐵芯具有四個(gè)磁極，四個(gè)磁極與口形的隔熱板的四個(gè)邊一一對(duì)應(yīng)，且相鄰磁極極性相反，相對(duì)磁極極性相同。角部加熱器對(duì)原有連鑄機(jī)設(shè)計(jì)和工藝裝備沒(méi)有大的改動(dòng)，獨(dú)立安裝，獨(dú)立維修維護(hù)，使用和維護(hù)方便。通過(guò)測(cè)溫單元自動(dòng)檢測(cè)鑄坯角部溫度，閉環(huán)控制加熱器加熱工藝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、可定制的在線補(bǔ)熱工藝，能夠使鑄坯距離邊部50mm處的溫度升高200℃，減小鑄坯角部與其他部分溫差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬連鑄技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連鑄過(guò)程中的板坯角部加熱器及加熱方法，特別適用于高品質(zhì)鋼智能化連續(xù)鑄軋過(guò)程中的板坯角部在線連續(xù)感應(yīng)加熱。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)鋼材質(zhì)量的要求不斷提高，為了滿足市場(chǎng)需要，促進(jìn)科技發(fā)展，連鑄技術(shù)需要不斷地創(chuàng)新、發(fā)展、突破。中國(guó)鋼鐵工業(yè)處在從大起來(lái)到強(qiáng)起來(lái)的大變革之中，社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)的高速發(fā)展呼喚鋼鐵企業(yè)高品質(zhì)鋼時(shí)代的來(lái)臨。高品質(zhì)鋼材的典型特征是：成分一致、組織均勻、性能穩(wěn)定。目前，世界范圍內(nèi)，99%以上的鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)是通過(guò)連鑄實(shí)現(xiàn)的。但是，連鑄過(guò)程中鑄坯角部溫度過(guò)低導(dǎo)致鑄坯質(zhì)量下降的問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決。連鑄過(guò)程中，鑄坯在結(jié)晶器和二冷區(qū)中由于劇烈冷卻，發(fā)生凝固和坯殼溫度下降。由于角部的二維傳熱效應(yīng)，其邊緣溫度較板坯中間溫度有明顯的下降。一般來(lái)說(shuō)，在矯直機(jī)前，距離鑄坯邊部50mm處大約有150～200℃的溫降，其實(shí)際溫度可能低于900℃，嚴(yán)重影響了鑄坯的塑性。對(duì)于厚板坯和精鋼等高等級(jí)鋼材，矯直以前在熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的聯(lián)合作用下，原本脆弱的鑄坯角部在矯直過(guò)程中，會(huì)進(jìn)一步加重裂紋產(chǎn)生的條件，致使后面的熱軋工序產(chǎn)品質(zhì)量惡化，成材率下降。現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)工藝經(jīng)常采用動(dòng)態(tài)輕壓下工藝來(lái)改善板坯的中心疏松和縮孔，此時(shí)如果角部溫度過(guò)低，角部的裂紋傾向也會(huì)進(jìn)一步加劇。另外板坯凝固末端呈現(xiàn)“W”狀，極易出現(xiàn)三角區(qū)裂紋，不利于實(shí)現(xiàn)凝固末端輕壓下工藝。如果在輕壓下之前在線對(duì)板坯進(jìn)行加熱，將均勻板坯三角區(qū)部分溫度，消除三角區(qū)裂紋，從而為輕壓下工藝的實(shí)施提供良好的前提條件。

對(duì)于較厚的鑄坯來(lái)說(shuō)，由于輕壓下技術(shù)的壓下能力小，鑄坯芯部得不到輕壓下帶來(lái)的壓縮擠壓，芯部疏松、偏析得不到改善，甚至出現(xiàn)分層，嚴(yán)重制約了厚坯的軋制后的板材質(zhì)量。于是冶金界專家基于動(dòng)態(tài)輕壓下的作用原理，提出高品質(zhì)鋼智能化鑄軋技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。而制約高品質(zhì)鋼連續(xù)鑄軋技術(shù)的瓶頸仍然是鑄坯角部溫度過(guò)低和三角區(qū)裂紋，此時(shí)如果在鑄軋之前施以在線角部感應(yīng)加熱則可以解決這一問(wèn)題。

目前，對(duì)于厚板坯角部連鑄過(guò)程中溫度過(guò)低所引起的質(zhì)量問(wèn)題，只能被動(dòng)處理。如采用被動(dòng)式熱屏蔽技術(shù)，在二冷區(qū)冷卻水要遠(yuǎn)離角部，同時(shí)對(duì)角部進(jìn)行保溫隔熱，這樣可能減小角部溫度下降，但是角部溫度仍然低于板坯其他部分溫度，一般仍然低于900℃。另外一種方式是連鑄后對(duì)連鑄坯進(jìn)行角部切削，但這會(huì)降低成材率，造成加工成本、人工成本巨大。

若對(duì)板坯角部進(jìn)行主動(dòng)補(bǔ)償加熱，使整個(gè)板坯溫度得到一定的提升，將直接改善最板坯的性能。目前主動(dòng)補(bǔ)償加熱技術(shù)主要有燃?xì)鉄旒訜岷碗姶鸥袘?yīng)加熱兩種方式。燃?xì)鉄旒訜釣閭鹘y(tǒng)的加熱方式，存在諸多缺陷，而電磁感應(yīng)加熱可以避免這些缺陷，因此電磁感應(yīng)加熱是完成連鑄板坯的角部補(bǔ)熱是一種比較合理的方式。連鑄坯電磁感應(yīng)加熱技術(shù)就是在連鑄機(jī)輥道上放置若干組感應(yīng)加熱器，通入中高頻交流電。當(dāng)板坯在輥道上運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)感應(yīng)加熱器時(shí)，在板坯表面會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而感應(yīng)出渦流電流， 通過(guò)渦流產(chǎn)生的熱量達(dá)到對(duì)板坯角部的加熱目的。

目前電磁感應(yīng)加熱器主要應(yīng)用于連鑄連軋（直軋）過(guò)程中的中間坯的邊部補(bǔ)償加熱，其名稱一般叫電磁感應(yīng)型邊部加熱器。電磁感應(yīng)型邊部加熱器，是近二三十年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。這種邊部加熱器在國(guó)外普遍使用，效果很好，加熱溫度可以調(diào)節(jié)，適用于各類鋼種。日本、韓國(guó)新建熱帶軋機(jī)大部分都設(shè)置了帶坯邊部感應(yīng)加熱器。國(guó)內(nèi)中鋼、臺(tái)中鋼、大陸寶鋼以及太鋼均有這種邊部加熱器。電磁感應(yīng)式邊部加熱器主要有U型和C型兩種，供應(yīng)商主要有法國(guó)的達(dá)涅利·羅德瑞克(ROTELEC)公司和日本的TMEIC公司。現(xiàn)在主要用的是C型。