一种铸坯边部及角部加热装置及感应加热系统的制作方法

1.本发明涉及冶炼连铸技术领域，尤其涉及一种铸坯边部及角部加热装置及感应加热系统。


背景技术：

2.随着钢铁行业产量增加，碳排放则需要进行有效控制,对于连铸-加热炉-轧机这一传统工艺，加热炉是碳排放的主要来源。对于铸坯连铸实现高温坯料入炉或取消加热炉，实现连铸-连轧是人们积极追求的。对于铸坯连铸，铸坯的边部温度远低于铸坯中间温度，严重时需要下线处理后方可。采用边部加热炉装置，使铸坯边部温度提高接近铸坯中间温度，实现铸坯温度的均匀化是非常必要的。
3.如现有专利cn111001770a公告号公示的一种连铸过程中的板坯角部加热器及加热方法，其在连铸区安装至少一对铸坯边部加热器，通过感应加热的方式对铸坯角部连续均匀加热。该加热器结构庞大，无法在小空间安装，同时感应加热器的费用昂贵，且对铸坯的厚度有一定要求，市场上很少采用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种铸坯边部及角部加热装置及感应加热系统，通过形成槽型的加热腔，提高铸坯角部温度，避免在矫直和铸轧过程中出现裂纹。
5.本发明的技术方案是：一种铸坯边部及角部加热装置包括固定框架，所述固定框架在第一方向x上贯通两端，所述固定框架内部形成有腔体，固定框架形成所述腔体的两个侧壁上分别设有感应加热器，两个所述感应加热器通过连接结构安装在固定框架的侧壁上，所述连接结构驱使各自感应加热器分别沿第二方向y和/或第三方向z位移；所述第一方向x和第二方向y在俯视投影平面上互为垂直，所述第二方向y和第三方向z在正视投影平面上互为垂直；所述感应加热器上设有加热腔，所述加热腔在第一方向x上贯通两端，所述加热腔在第二方向y上的一端为贯通端，另一端为封闭端，所述封闭端与连接结构相连。
6.优选的，所述感应加热器包括与第二方向y平行的第一壁和与第三方向z平行的第二壁，所述第一壁在第三方向z上间隔设置有两个，所述第二壁连接于两个所述第一壁的一端，两个所述第一壁之间形成所述加热腔，所述第二壁与连接结构相连。
7.优选的，所述感应加热器内部设有线圈，所述线圈上设有用于与电源接通的引出抽头。
8.优选的，所述线圈的电流路径为：电流自所述引出抽头的其中一半部分沿第二方向y进入，在封闭端处沿第一方向x弯折向外流动，直至到达感应加热器的末端，再沿第三方向z分叉为两条相反流向，该两条相反的电流流向达到感应加热器的末端后，再弯折沿第二方向y呈上下平行的两线流动，该上下平行的两线流动电流分布经过三次弯折后，在感应加热器的封闭端再沿第三方向z汇流在一起，汇流的电流依次沿第一方向x和第二方向y流动，最后以第二方向y在引出抽头的另一半部分流出。
9.优选的，沿第二方向y呈上下平行的两线流动支路为单匝线圈或多匝线圈。
10.优选的，所述感应加热器包括外壳，所述外壳内部设置所述线圈，所述外壳靠近加热腔的一侧设有耐火层。
11.优选的，所述固定框架的侧壁上设有沿第三方向z延伸的滑槽，所述滑槽的两侧排布设有多个第一定位孔，所述连接结构包括移动装置和液压装置，所述液压装置连接感应加热器和移动装置，所述移动装置上设有多个第二定位孔，所述移动装置在远离腔体的一侧与侧壁贴合，所述第二定位孔与其中的第一定位孔对齐后通过紧固件连接。
12.本发明还提供一种感应加热系统，包括为扇形结构的铸坯和上述的铸坯边部及角部加热装置，所述铸坯沿第一方向x穿过加热腔，且所述铸坯上排布设有多个所述铸坯边部及角部加热装置。
13.优选的，所述铸坯上设有a对辊子，其中a＞5且为奇数。
14.优选的，所述辊子为鼓形辊。
15.与相关技术相比，本发明的有益效果为：
16.一、所述铸坯边部及角部加热装置能够根据实际情况，在第二方向y和第三方向z上位移，以调整其与铸坯之间的间距，从而控制边部与角部的升温速率，减小铸坯边部及角部与其他部分的温差，控制温度稳定，避免铸坯边部产生裂纹或断裂；
17.二、线圈电流方向的特殊结构设计，通过槽型分裂-回复式铸坯角部感应加热器电磁加热，提高铸坯角部温度，避免在矫直和铸轧过程中出现裂纹；
18.三、所述铸坯边部及角部加热装置独立安装，独立维修维护，使用和维护方便。
附图说明
19.图1为本发明提供的铸坯边部及角部加热装置的结构示意图；
20.图2为感应加热器的结构示意图；
21.图3为线圈中电流流向示意图；
22.图4为本发明提供的感应加热系统的结构示意图。
23.附图中：1、辊子；2、铸坯；3、铸坯边部及角部加热装置；31、固定框架；311、滑槽；312、第一定位孔；32、移动装置；321、第二定位孔；33、液压装置；34、感应加热器；341、第一壁；342、第二壁；343、外壳；344、耐火层；345、线圈；3451、引出抽头；35、加热腔。
具体实施方式
24.以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，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。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
25.如图1所示，本实施例提供的一种铸坯边部及角部加热装置3包括固定框架31、移动装置32、液压装置33和感应加热器34。所述铸坯边部及角部加热装置3具有第一方向x、第二方向y和第三方向z，所述第一方向x和第二方向y在俯视投影平面上互为垂直，所述第二方向y和第三方向z在正视投影平面上互为垂直。
26.所述固定框架31在第一方向x上贯通两端，所述固定框架31内部形成有腔体，固定
框架31形成所述腔体的两个侧壁上设有沿第三方向z延伸的滑槽311，所述滑槽311的两侧排布设有多个第一定位孔312。
27.所述液压装置33连接感应加热器34和移动装置32，所述移动装置32上设有多个第二定位孔321，所述移动装置32在远离腔体的一侧与侧壁贴合，所述第二定位孔321与其中的第一定位孔312对齐后通过紧固件连接。所述移动装置32为平板结构，通过与第三方向z上合适位置的第一定位孔312安装，以实现感应加热器34高度方向的调节。所述液压装置33的伸缩驱动以实现感应加热器34在第二方向y上的调节。同时，采用液压装置33提高自动化程度，减小人工操作难度，降低危险系数。
28.所述固定框架31的腔体中设有两个感应加热器34。所述感应加热器34上设有加热腔35，所述加热腔35在第一方向x上贯通两端，所述加热腔35在第二方向y上的一端为贯通端，另一端为封闭端，所述封闭端与连接结构相连。具体为：
29.如图1、图2所示，所述感应加热器34包括与第二方向y平行的第一壁341和与第三方向z平行的第二壁342，所述第一壁341在第三方向z上间隔设置有两个，所述第二壁342连接于两个所述第一壁341的一端，两个所述第一壁341之间形成所述加热腔35，所述第二壁342与连接结构相连。所述感应加热器34内部设有线圈345，外部设有外壳343。所述线圈345上设有用于与电源接通的引出抽头3451，从而控制加热进行。所述外壳343靠近加热腔35的一侧设有耐火层344。所述耐火层344采用常用的耐火材料(如陶瓷)。
30.如图3所示，所述线圈345的电流路径为：电流自所述引出抽头3451的其中一半部分沿第二方向y进入，在封闭端处沿第一方向x弯折向外流动，直至到达感应加热器34的末端，再沿第三方向z分叉为两条相反流向，该两条相反的电流流向达到感应加热器34的末端后，再弯折沿第二方向y呈上下平行的两线流动，该上下平行的两线流动电流分布经过三次弯折后，在感应加热器34的封闭端再沿第三方向z汇流在一起，汇流的电流依次沿第一方向x和第二方向y流动，最后以第二方向y在引出抽头3451的另一半部分流出。沿第二方向y呈上下平行的两线流动支路为单匝线圈或多匝线圈。所述第一壁341和第二壁342使加热腔35形成槽型，这种槽型-回复式铸坯角部感应加热器电磁加热，能提高铸坯角部温度，避免在矫直和铸轧过程中出现裂纹。
31.如图4所示，本发明还提供一种感应加热系统，包括至少一个扇形的铸坯2和多个上述铸坯边部及角部加热装置3，所述铸坯2设置在拉矫机之后的第2-4个扇形段位置，所述铸坯2沿第一方向x穿过加热腔35，使感应加热器34称帝设置在铸坯2的边部和角部，并在第一方向x上设置有多组。每组的铸坯边部及角部加热装置对应的铸坯2上设置有上下两对辊子1，铸坯2上由5-7对辊子1，辊径根据铸坯尺寸确定，采用鼓形辊。定义每组铸坯边部及角部加热装置3之间供铸坯2通过的通道为铸坯通道，以达到加热温度持续且稳定的状态。
32.本发明优化线圈布置结构，在理论研究基础上结合实际实验得出最优结果。
33.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种铸坯边部及角部加热装置，其特征在于，包括固定框架(31)，所述固定框架(31)在第一方向x上贯通两端，所述固定框架(31)内部形成有腔体，固定框架(31)形成所述腔体的两个侧壁上分别设有感应加热器(34)，两个所述感应加热器(34)通过连接结构安装在固定框架(31)的侧壁上，所述连接结构驱使各自感应加热器(34)分别沿第二方向y和/或第三方向z位移；所述第一方向x和第二方向y在俯视投影平面上互为垂直，所述第二方向y和第三方向z在正视投影平面上互为垂直；所述感应加热器(34)上设有加热腔(35)，所述加热腔(35)在第一方向x上贯通两端，所述加热腔(35)在第二方向y上的一端为贯通端，另一端为封闭端，所述封闭端与连接结构相连。2.根据权利要求1所述的铸坯边部及角部加热装置，其特征在于，所述感应加热器(34)包括与第二方向y平行的第一壁(341)和与第三方向z平行的第二壁(342)，所述第一壁(341)在第三方向z上间隔设置有两个，所述第二壁(342)连接于两个所述第一壁(341)的一端，两个所述第一壁(341)之间形成所述加热腔(35)，所述第二壁(342)与连接结构相连。3.根据权利要求1所述的铸坯边部及角部加热装置，其特征在于，所述感应加热器(34)内部设有线圈(345)，所述线圈(345)上设有用于与电源接通的引出抽头(3451)。4.根据权利要求3所述的铸坯边部及角部加热装置，其特征在于，所述线圈(345)的电流路径为：电流自所述引出抽头(3451)的其中一半部分沿第二方向y进入，在封闭端处沿第一方向x弯折向外流动，直至到达感应加热器(34)的末端，再沿第三方向z分叉为两条相反流向，该两条相反的电流流向达到感应加热器(34)的末端后，再弯折沿第二方向y呈上下平行的两线流动，该上下平行的两线流动电流分布经过三次弯折后，在感应加热器(34)的封闭端再沿第三方向z汇流在一起，汇流的电流依次沿第一方向x和第二方向y流动，最后以第二方向y在引出抽头(3451)的另一半部分流出。5.根据权利要求4所述的铸坯边部及角部加热装置，其特征在于，沿第二方向y呈上下平行的两线流动支路为单匝线圈或多匝线圈。6.根据权利要求3所述的铸坯边部及角部加热装置，其特征在于，所述感应加热器(34)包括外壳(343)，所述外壳(343)内部设置所述线圈(345)，所述外壳(343)靠近加热腔(35)的一侧设有耐火层(344)。7.根据权利要求1所述的铸坯边部及角部加热装置，其特征在于，所述固定框架(31)的侧壁上设有沿第三方向z延伸的滑槽(311)，所述滑槽(311)的两侧排布设有多个第一定位孔(312)，所述连接结构包括移动装置(32)和液压装置(33)，所述液压装置(33)连接感应加热器(34)和移动装置(32)，所述移动装置(32)上设有多个第二定位孔(321)，所述移动装置(32)在远离腔体的一侧与侧壁贴合，所述第二定位孔(321)与其中的第一定位孔(312)对齐后通过紧固件连接。8.一种感应加热系统，包括为扇形结构的铸坯(2)，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的铸坯边部及角部加热装置，所述铸坯(2)沿第一方向x穿过加热腔(35)，且所述铸坯(2)上排布设有多个所述铸坯边部及角部加热装置。9.根据权利要求8所述的感应加热系统，其特征在于，所述铸坯(2)上设有a对辊子(1)，其中a＞5且为奇数。10.根据权利要求9所述的感应加热系统，其特征在于，所述辊子(1)为鼓形辊。

技术总结
本发明提供一种铸坯边部及角部加热装置及感应加热系统。所述铸坯边部及角部加热装置包括固定框架，所述固定框架在第一方向X上贯通两端，所述固定框架内部形成有腔体，固定框架形成所述腔体的两个侧壁上分别设有感应加热器，两个所述感应加热器通过连接结构安装在固定框架的侧壁上，所述连接结构驱使各自感应加热器分别沿第二方向Y和/或第三方向Z位移；所述感应加热器上设有加热腔，所述加热腔在第一方向X上贯通两端，所述加热腔在第二方向Y上的一端为贯通端，另一端为封闭端，所述封闭端与连接结构相连。本发明能控制边部与角部的升温速率，减小铸坯边部及角部与其他部分的温差，控制温度稳定，避免铸坯边部产生裂纹或断裂。裂。裂。


技术研发人员：廖芸 朱春苗 马志民 肖红 易兵 陈浪 姜滔 徐龙飞 蒋晓奇
受保护的技术使用者：湖南中科电气股份有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/20