专利名称：防止在钢水里感应加热设备中产生接地还流的方法
技术领域：
本发明涉及一种方法，防止在连续浇铸作业中，于中间包的钢水用感应加热设备中产生接地环流。
连续浇铸作业(参看图6)时中间包中钢水的过热温度(以下简记为“SH”)对钢制品的质量有很大影响。要是SH太高，就会中断等轴结晶过程而加大中央编析。如果SH过低，则钢水的粘度会增大，这时，例如由于在模子中产生毛边(即由沉积在钢水上的夹杂物或粉末所形成的团聚物)的结果，而经常发生因夹杂物造成的缺陷。于是，从质量角度考虑，要求把SH始终控制在一预定范围内。但当试图于一炉炉料中将SH保持不变时，一般地说，在桶中钢水热散逸的影响下，必须变动浇铸速度。这已经造成了生产效率低的问题，此外，在浇注作业最后阶段的SH的降低也是不能获得充分补偿的。
在上述背景下，当前已作过这样的尝试，即给连续浇铸用的中间包增设加热功能，用以防止SH在浇铸作业的最初与最终阶段降低。为了在中间包中加热钢水，从可控性与经济上考虑，通常的做法是采用一种电控的感应加热系统。
先来对照图4描述一种普遍采用的感应加热设备。标号1指一双分支铁芯。中间包20为一铁壳13封围，并以耐火材料衬里，此中间包分为第一室6与第二室7，它们相互由钢水通道14与15连通。室6与室7由一耐火壁4分开，前述双分支铁芯1的一支延伸通过耐火壁4的中央部分，并且其上绕有一线圈2。通过中间包20中的钢水通道14与15(它们与双支铁芯1相互连接)，在中间包中围绕双分支铁芯1形成了一个通过钢水的环流电路(它构成了一个封闭的磁场回路)。有一条接地电路18用来通过钢水、耐火材料与第一室6中的相关设备来实现接地，另一条接地电路19则用来通过钢水、耐火材料与第二室7中的相关设备来实现接地。钢水是从钢水包9(图6)中供给第一室6的，然后此钢水从第二室7通过一浸入的入口喷嘴而输入一连续浇铸模11中。
现在参照透视5来描述中间包与上述钢水包中的钢水的条件、排送到模子中的钢水的条件以及有关的电路。
在此，中间包20的钢水接收室(第一室)6通过钢水或一长喷嘴8与钢水包9作电连接，而此钢水包9则通过一个钢水包支承件与大地18连接。钢水排出室(第二室)7通过钢水或浸入喷嘴10与模子11或一夹送辊12相连，而模子11或夹送辊12与大地19相连。
在图5中可以看到，有关的电路是通过钢水的环路25、通过中间包之铁壳的环路17(此环路17是形成在铁壳13之中的)以及接地线路16。在图5中，标号指中间包的铁壳，标号1指双分支铁芯。
Rz铁壳绝缘板(Rz＞＞0Ω)RxLD(钢水包)的接地电阻(Rx＝数十个mΩ)RlLN(长喷嘴)耐火材料电阻(R1＞＞0Ω)RsPR(夹送辊)电阻(Rs＝数十个mΩ)这里需要参考接地电路16。
当有接地环流流过此接地电路16时，常会遇到使有关设备炽热与电解腐蚀等问题。
在图4中，当第一室6与第二室7与大地相连接时，除了用来实现初始计划之功能的钢水加热电路(由实线标明)，还形成有一用作接地电路(由虚线标明)的电路，在后者之中流过接地环流。为了避免此种环流，采用过一种使接地电路绝缘的方法；但是，为了维护有关设备；需要花费大量的时间与劳力。
本发明的目的之一在于提供这样一种方法，它能基本上抑制接地环流的产生，从而不需要对所述设备进行绝缘。
根据本发明的第一方面，提供了能在对钢水进行感应加热的同时基本上防止环行电流发生的方法，感应加热是用来对容纳于中间包中的所述钢水的温度进行控制，而中间包用于连铸设备中向所述连铸设备的模子中供给钢水，所述中间包包括一个钢水接收室；一个钢水排出室；相对于各个室设置的接地电路装置；用来加热中间包中所接收的钢水的电磁感应加热装置，此加热装置有具备至少两个分支的铁芯，在所述至少一个分支上绕有至少一个线圈以在所述铁芯中形成封闭磁路；还有至少两个通道，每个通道有效地连接着上述钢水接收室与排出室，且各个通道都与该铁芯接连而于钢水中形成一环流电路；所述方法包括以下步骤将上述两通道相对于铁芯基本上对称地配置，使得所述铁芯与所述两上通道间的电磁连接相对于所述铁芯而言基本上是对称的，由此使得所述钢水接收室中的电位与所述钢水排出室中的电位基本上相等；通过感应加热装置对中间包中所接收的钢水感应加热，从而能在钢水感应加热期间于以上两室经接地电路装置接地的同时，充分地防止在所述接地电路装置中产生环流。
根据本发明的第二方面，提供了一种用来输送钢水的中间包。此中间包适合用于连续浇铸设备，且可用来将钢水输送到此连续浇铸设备的模子中，它包括有一个钢水接收室；一个钢水排出室；相对于这两个室中的每一个所设置接地电路装置；用来加热接收在中间包中的钢水的电磁感应加热装置，此加热装置中设置了至少具有两个分支的铁芯，且至少有一个线圈装置环绕到此至少一个分支之上，以在铁芯中形成一闭合磁路；同时有至少两个通道各自有效地连接着上述两个室，且每个通道均与铁芯互连以在钢水中形成一环流电路，所述两个通道相对于铁芯对称设置，使钢水接收室的电位与钢水排出室的电位基本相等，从而能在钢水感应加热期间于以上两室经接地电路装置接地的同时，防止在所述接地电路装置中产生环行电流。
图1A示意地表明了用来实施本发明方法的感应加热设备；图1B示明了一个有关上述感应加热设备中电位分布的计算例；图2A示意地表明了用来实施本发明之方法的一种改进的感应加热设备；图2B示明了图2A中感应加热设备的电位分布；图3示意地表明了用来实施本发明方法的另一个改进的感应加热设备，以及此设备的电位分布；图4示意地表明一种常规的感应加热设备；图5示出上述常规感应加热设备的使用方法；图6示意地表明其中用到了体现本发明的中间包的连续浇铸设备。
例1下面参考图1A来描述本发明。图中示明了用于连续浇铸设备的中间包中钢水的感应加热设备，此感应加热设备采用了一种双分支铁芯。标号6指一钢水接收室，而标号7指一钢水排出室。双分支铁芯1的两个分支延伸穿过中间包，而中间包具有设在接收室6与排出室7之间的耐火壁4，由此而形成一封闭的磁场回路。铁芯1的两个分支穿过一线圈2。
在上述磁场回路的相对侧分别相互平行地对称设有通道15。同时有一与双分支铁芯1互联的通道1 4以相互联结的关系对称地连接着两个通道15。计算这一感应加热设备中电位分布的例子示明于图1B中，其中的标志“”表示—电动势，而另一标志“→”则表示—电压降。上述钢水接收室与钢水排出室的电位分别成为9V与11—7V，甚至是在这两个室接地时，它们之间的电位差也接近OV，因而基本上不会发生环流。
例2如图2A所示，在使钢水接收室6与钢水排出室7相互分开的耐火壁4之中设置有钢水通道15，它们相对于一三分支铁芯3的中央分支对称设置。由此三分支铁芯3形成的回路与钢水通道15互联。利用钢水通道15的这种布置形成，可在钢水通道15中产生一均匀的感应电动势，使得钢水接收室和钢水排出室中钢水的电位基本相等。因此，即使当这两个室接地，由于此二室间的电位差接近于OV，故基本上不会发生环流。
图2B表明了电位分布的一个计算例，相对于钢水接收室与钢水排出室分别求得了2V或4—OV的电位，因而几乎没有环流流过。
例3图3中，三分支铁饼3的中央分支延伸过具有使钢水接收室6与钢水排出室7相互分开的耐火壁4的一个中间包，同时有一线圈2环绕在此三分支铁芯的中央支上，形成一个三分支铁芯回路。与三分支铁心回路连接的钢水通道14和15对称地设置于耐火壁4中。钢水通道15为钢水接收室堰21所封闭，而钢水通道14则为钢水排出室堰22封闭。钢水通道14与15相互之间是由钢水通道23与24沟通，后两个通道分别对称地设在三分支铁芯回路的相对侧。
图3示明了一种电位分布的计算例，钢水接收室6与钢水排出室7的电位为18V对18V，因则基本上不会有环流电流流过。
如上所述，在本发明的这种中间包中设有钢水接收室与钢水排出室，这两个室是通过来自钢水包的钢水与地连接，钢水是流入一模子中或耐火材料中，铁芯与钢水通道之间的电气连接成对称地布置，在此种布置形式下，可使钢水接收室的电位等于钢水排出室的电位，从而即使是这两个室接地，也能基本上防止环流产生。
在那些常规的结构中有接地电路形成，并已采取了例如对接地环流电路绝缘的措施。但利用本发明的方法，接地电路中的接地环流得以抑制，从而能够完全消除相关设备的故障。
权利要求
1.一种能在对钢水进行感应加热的同时充分地防止环行电流发生的方法，感应加热是用来对适用于连铸设备的，且能将所述钢水送至此所述连铸设备的一个模子中的中间包内的钢水温度进行控制，此中间包包括一个钢水接收室，一个钢水排出室；相对于各个室设置的接地电路装置；用来加热中间包内所接收之钢水的电磁感应加热装置，此加热装置配有具备至少两个分支的铁芯，在此种分支中至少一个之上绕有至少一个线圈，从而在铁芯中形成封闭磁路；以及至少两个通道，每个通道有效地连接着上述钢水接收室与排出室，且各个通道都与铁芯相连从而在钢水中形成一环流电路；所述方法包括以下步骤将上述两通道相对于铁芯基本上对称地配置，使得所述铁芯与所述两个通道间的电磁连接相对于所述铁芯基本上是对称的，由此使得所述钢水接收室中的电位与所述钢水排出室中的电位基本上相等，通过感应加热装置对中间包中所接收的钢水感应加热，从而能在钢水感应加热期间于以上两室经接地电路装置接地的同时，基本上防止在此接地电路装置中产生环行电流。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述铁芯配备有两个分支，这两个分支排列成与第一和第二通道相平行且介于它们之间，这两个通道都分别同钢水接收室与钢水排出室连通，而这两个分支则与连接所述第一和第二通道的另一钢水通道相连接，且在这两个分支中的每一个之上绕装有所述的线圈装置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述铁芯设有三个分支，它们排列成垂直于第一和第二通道，这两个通道都有效地连接着钢水接收室与钢水排出室，而所述三个分支中的中央分支则配置于钢水接收室和钢水排出室之间以及所述第一和第二通道之间，而另两个分支则配置在限定出所述钢水接收室和钢水排出室的铁壳之外，所述线圈装置则围绕所述中央分支设置。
4.一种用来输送钢水的中间包，此中间包适用于连续浇铸设备，且可用来将钢水输送到连续浇铸设备的模子中，它包括有一个钢水接收室；一个钢水排出室；相对于这两个室中的每一个所设置的接收电路装置，用来加热接收在此中间包中之钢水的电磁感应加热装置，此加热装置中设置了至少具有两个分支的铁芯，且至少有一个线圈装置环绕到此至少一个分支之上，以在此铁芯中形成一闭合磁路，同时有至少两个通道各自有效地连接着上述两个室，且每个通道均与铁芯互连以在钢水中形成一环流电路，所述两个通道相对于铁芯对称配置，使钢水接收室的电位与钢水排出室的电位基本相等，从而能在钢水感应加热期间于以上两室经接地电路装置接地的同时，防止在所述接地电路装置中产生环行电流。
5.如权利要求4所述的中间包，其特征在于所述感应加热装置设置在钢水接收室与钢水排出室之间，而所述线圈装置由耐火壁与钢水分隔开。
6.如权利要求5所述中间包，其特征在于所述铁芯有两个分支，这两个分支排列成与第一和第二通道相平行且介于它们之间，这两个通道都同钢水接收室与钢水排出室通连，而所述两个分支则与连接第一和第二通道的另一钢水通道相连接，且在这两个分支中的每个之上均绕装在前述的线圈装置。
7.如权利要求4所述的中间包，其特征在于所说铁芯有三个分支，它们沿相对于第一和第二通道垂直的方向排列，每个通道有效地连接着钢水接收室与钢水排出室，而此三个分支中的中央分支则配置于在钢水接收室和钢水排出室之间以及所述第一和第二通道之间，而另外两个分支则配置在限定出钢水接收室和钢水排出室的铁壳之外，所说线圈装置则围绕所述中央分支设置。
全文摘要
使用本发明的方法可在中间包上设置一通道型感应加热设备，此中间包包括通过从钢水包中流出之钢水而接地的钢水接收室与排出室，此钢水是以能防止产生接地环流的方式流入一模子或耐火件中。使感应加热线圈与双分支或三分支型铁芯作对称式电磁连接，以抑止接地电流产生，从而就不需如常规结构中要对接地电路绝缘，使维护工作简化并完全消除了因接地电流而使相关设备发生的任何故障。
文档编号F27D11/06GK1115377SQ9410872
公开日1996年1月24日 申请日期1994年7月18日 优先权日1994年7月18日
发明者阿尾阳司, 德田勋, 本田稔 申请人:新日本制铁株式会社