中间包通道式感应加热成套装置的制作方法

本实用新型涉及一种加热装置，尤其是涉及一种用于中间包上利用电磁感应加热原理对通道内的钢水进行感应加热的成套装置，其该装置能够精确控制中间包钢水温度，提高钢水纯净度，属于炼钢技术领域。

背景技术：

随着冶金浇铸技术的发展，控制中间包钢水温度，低过热度的恒温浇铸对改善铸坯质量起着重要的作用；因而在浇铸过程中，必须具有功能完善的成套加热装置，完成由外部热源补偿中间包钢水的温降，精确控制中间包内的钢水温度已成为影响浇铸件质量的关键因素；等离子体加热的方式曾被作为一种解决方法而应用，但通过工业实践表明等离子体加热技术有着起弧困难、噪声大以及效率低等缺点。

因此，如今诸多企业开始应用电磁反应方式进行加热，如中国专利申请号为 201310479068.8的“中间包感应加热装置”，其利用电磁感应方式加热，但是其感应装置安装于中间包外部，导致其加热效果较差，且其采用横向安装方式，导致无法利用箍缩效应对钢水进行清洁。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种加热效果好且具有箍缩效应有利于清洁钢水的中间包通道式感应加热成套装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种中间包通道式感应加热成套装置，所述装置包含有感应加热器、中间包和电源；所述中间包包含有注入室和分配室，所述注入室和分配室之间由隔堰分隔，所述分配室的底部设置有若干出水口，所述隔堰下部水平设有通道，所述通道将注入室和分配室连通，所述隔堰上竖向设置有一贯穿孔；

所述感应加热器包含有上铁芯、下铁芯和线圈，所述上铁芯为一倒置的U形结构，所述上铁芯的一侧边插置于贯穿孔内，且条状结构的下铁芯压合在上铁芯的开口端上构成一完整的铁芯环路，所述上铁芯插置于贯穿孔内的一侧边上套装有线圈。

本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置，所述线圈和贯穿孔的内壁之间设置有保护套。

本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置，所述上铁芯的顶部套装有一冷却风道，所述冷却风道的腔体内设置有导电排，所述导电排的一端与线圈相连，导电排的另一端与电源相连接。

本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置，所述电源包含有可调电源包括有载调压变压器、电抗器、电容柜、转换开关柜和仪表控制柜，三相电经有载调压变压器变压后经电抗器和电容柜内的电容器输入转换开关柜的输入端，所述转换开关柜的输出端连接至仪表控制柜的输入端，仪表控制柜的输出端连接至导电排，从而实现对中间包的供电。

本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置，所述装置还包含有可编程器件PLC，所述可编程器件PLC与电抗器、电容柜、转换开关柜和仪表控制柜的控制端相连接，且可编程器件PLC与安装于中间包上的温度传感器相连接，同时该可编程器件PLC与感应加热器供电线上串接的温控开关相连接；从而可以自动调节加热温度、功率因素调整及安全报警。

本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置，所述冷却风道的进风口安装有风机以散热，该风机口对正冷却风道左侧的进风口送入冷却风，进入贯穿孔内的保护套（本实用新型中该保护套为非磁性不锈钢套）将风引出，从而实现对线圈降温冷却的目的。

本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置，所述可编程器件PLC与上述风机的控制端相连，用以自动控制风机的开启和关闭；

本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置，所述装置还包含有工控机，该工控机与可编程器件PLC相连接，从而可实现对可编程器件PLC的干预控制以及现场或远程监测。

工作时，有载可调变压器的供电来自现场高压开关柜二次，经电抗器和电容组成的相平衡电路，将三相转变为单相并保持变压器输出的线电流三相平衡，依据现场对中间包浇铸量加热工艺的要求，通过变压器多段有载调压开关，调节变压器输出端电压，实现负载功率分级可调。可以自动调节加热温度、功率因素调整及安全报警。

进一步的，上述可编程器件PLC采用西门子S7-300系统，用于实现功率因数检测控制、相平衡监测、功率调整、中间包切换控制、功率补偿控制、输入输出电流、电压监测等功能。PLC与连铸主控系统通过工业以太网进行数据交换。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）由于利用电磁感应直接对中间包内的钢水进行加热，无热量损失，因而加热效率高；且因利用电磁感应原理加热，不会象等离子加热那样由于激烈的碰撞而产生噪音。

（2）在电磁感应加热的过程中，由于直接将电能转化为热能，输入功率与钢水加热同步进行，因而具有响应快的优点。

（3）在加热过程中，通道附近，由于箍缩效应的作用，使得钢水形成有利于夹杂物上浮的上升流，从而将杂物吸附于中间包包壁上，保证了钢水的纯净度。

（4）由于将变压器铁芯环设计成上铁芯和下铁芯组合结构，因而拆装维护方便。

（5）有载电源调节方便，具有三相平衡及功率因素补偿功能，操作快捷可靠。

附图说明

图1为本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置的感应加热的结构示意图。

图2为本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置的中间包的结构示意图。

图3为本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置的电源的结构示意图。

图4为本实用新型一种中间包通道式感应加热成套装置中钢水的流动示意图。

其中：

感应加热器1、上铁芯1.1、下铁芯1.2、线圈1.3、冷却风道1.4、导电排1.5；

中间包2、注入室2.1、分配室2.2、出水口2.3、隔堰2.4、通道2.5、保护套2.6、贯穿孔2.7；

电源3。

具体实施方式

参见图1~3，本实用新型涉及的一种中间包通道式感应加热成套装置,所述装置包含有感应加热器1、中间包2和电源3；

所述中间包2包含有注入室2.1和分配室2.2，所述注入室2.1和分配室2.2之间由隔堰2.4分隔，所述隔堰2.4下部水平设有通道2.5，所述通道2.5将注入室2.1和分配室2.2连通，所述分配室2.2的底部设置有若干出水口2.3，所述隔堰2.4上竖向设置有一贯穿孔2.7；

所述感应加热器1包含有上铁芯1.1、下铁芯1.2和线圈1.3，所述上铁芯1.1为一倒置的U形结构，所述上铁芯1.1的一侧边插置于贯穿孔2.7内，且条状结构的下铁芯1.2压合在上铁芯1.1的开口端上构成一完整的铁芯环路，所述上铁芯1.1插置于贯穿孔2.7内的一侧边上套装有线圈1.3，且线圈1.3和贯穿孔2.7的内壁之间设置有保护套2.6（优选的，该绝缘保护套2.6套装于线圈1.3上）；

所述上铁芯1.1的顶部套装有一冷却风道1.4，所述冷却风道1.4的腔体内设置有导电排1.5，所述导电排1.5的一端与线圈1.3相连，导电排1.5的另一端与电源3相连接；

所述电源3包含有可调电源包括有载调压变压器、电抗器、电容柜、转换开关柜和仪表控制柜，三相电经有载调压变压器变压后经电抗器和电容柜内的电容器输入转换开关柜的输入端，所述转换开关柜的输出端连接至仪表控制柜的输入端，仪表控制柜的输出端连接至导电排1.5，从而实现对中间包2的供电；

所述装置还包含有可编程器件PLC，所述可编程器件PLC与电抗器、电容柜、转换开关柜和仪表控制柜的控制端相连接，且可编程器件PLC与安装于中间包2上的温度传感器相连接，同时该可编程器件PLC与感应加热器1供电线上串接的温控开关相连接；从而可以自动调节加热温度、功率因素调整及安全报警；

本装置工作时：由电源提供有载可调的交流电，通过导电排引入线圈中的工频交变电流在闭合铁芯中感应出交变磁场，所述交变磁场在中间包流动的钢水中感生出电流，利用此电流产生的焦耳热对钢水进行加热；在铸造过程中存在的热损失引起的钢水温降，通过自动化控制反馈给可调电源，可自动调整感应线圈电流，使过热度得到精确控制。而其在加热过程中，由于位于注入室内的钢水受热更多，使得注入室内的钢水和分配室内的钢水经通道形成热对流，从而使两边的钢水受热更加均匀；同时在通道附近，由于箍缩效应的作用，使得钢水形成有利于夹杂物上浮的上升流，从而将杂物吸附于中间包包壁上，保证了钢水的纯净度；

由于电流集中流动时产生相互吸引的箍缩效应，从磁通道分布来看，通道内的箍缩效应应靠线圈一侧大，线圈相反一侧小，则产生如图4的钢水流动；由于搅拌力的作用将为钢水温度达到均匀及向中间包内钢水加入微量元素成分下制作特殊材质的产品提供了保证。

同时冷却风道1.4的进风口安装有风机以散热，该风机口对正冷却风道1.4左侧的进风口送入冷却风，进入贯穿孔2.7内的保护套2.6（本实用新型中该保护套2.6为非磁性不锈钢套）将风引出，从而实现对线圈1.3降温冷却的目的；

进一步的，所述可编程器件PLC与上述风机的控制端相连，用以自动控制风机的开启和关闭；

进一步的，所述装置还包含有工控机，该工控机与可编程器件PLC相连接，从而可实现对可编程器件PLC的干预控制以及现场或远程监测；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。