本发明属于连铸领域，涉及铸坯质量控制和连铸工艺技术，特别是一种减轻铸坯角裂的装置和减裂方法。
背景技术：
连铸坯角裂是影响连铸坯质量最重要的因素之一。在连铸过程中，钢水要经过相变、结晶等一系列的过程，在此过程中铸坯坯壳会受到热应力、钢水静压力、摩擦力、矫直力等力的作用，当这些应力的值大于坯壳表面所能承受的最大应力时，铸坯表面就会开始产生裂纹。此外，夹杂物及第二相粒子的存在会对铸坯造成应力集中，引起表面裂纹进一步延伸。角裂的存在使得铸坯的成材率大大降低，严重影响了钢铁厂的正常生产和经济效益。
Brimacombe和Sorimachi研究了裂纹的形成，认为钢从固相线温度附近至600℃温度区间内存在3个明显的脆性温度区，分别是：I凝固脆性化区(熔点Tm～1300℃)；II高温塑性区(1300～1000℃)，III低温脆化区(1000～600℃)。影响第I脆性区的因素主要是杂质。第II脆性区具有脆化程度与应变速率成正比的特征，当应变速率小于10－2/s时，几乎不产生脆化。铸坯在弯曲、矫直以及鼓肚变形时的应变速率均小于10－2/s，因此到目前为止，研究者都认为该脆性温度区域的存在与铸坯表面裂纹的产生无关。第III脆性温度区，钢的塑性降低是由钢在奥氏体单相区低温域的脆化和γ+α两相区钢的脆化两部分组成的。主要在比较低的应变速率(小于10－2/s)下出现，所以连铸过程中铸坯产生角裂与第III脆性区有着密切的关系。
目前对铸坯角部缺陷主要采取火焰切割的方式去除，浪费了较多的人力、物力。根据研究测定，铸坯进入矫直区时，其角部和表面温度多在1000℃以下，即第III脆化区范围内。这时的铸坯在受到矫直力作用时非常容易产生角裂。
公告号CN2272342Y的实用新型专利介绍了一种小方坯连铸机结晶器，包括结晶管和内水套，该水套的横截面为外凸曲线形，由此达到铸坯各部位合理冷却，防止铸坯角裂。公告号CN202278160U的实用新型专利介绍了一种改进的板坯铸机组合式结晶器铜板，在板体的背面设置着横截面呈梯形的凹槽，可以使铸坯角部升高30℃～50℃，使铸坯角裂率明显降低。公告号CN1288269C的发明专利介绍了一种通过降低Nb含量解决边部角裂纹的方法。公开号CN101147967A的发明公开了一种直弧形铸机低合金钢板坯连铸足辊段窄面冷却的方法，以解决低合金钢的铸坯表面角部易出现横裂纹缺陷的问题。公布号CN102764870A的发明专利介绍了一种低合金钢连铸坯角裂改进的方法，包括优化成份、确保结晶器冷却均匀，减少包晶钢结晶器内应力，降低二冷水配比等措施，确保角裂有效减少，使连铸坯热轧加工的板坯角裂缺陷判废比率降至0.005～0.5％。。
但到目前为止，还没有一种通过升高局部铸坯温度，使铸坯角部避开第III脆性化区，达到减轻铸坯角裂程度的方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种减轻铸坯角裂的装置和减裂方法，利用通过电磁感应加热装置对铸坯进行局部加热，实现非接触、无污染使铸坯角部快速升温，避免铸坯在脆性温度区间被矫直，达到减轻角裂，提高铸坯质量的目的。
本发明的目的是这样实现的，它是由电控柜、电磁感应线圈和冷却装置构成，感应线圈为中空铜管(圆形或者矩形)绕制成圆环形，内部可以通水冷却，感应线圈安装在铸坯进入矫直段之前的两辊之间的空隙处，冷却装置和电控柜分别与感应线圈相连。冷却装置通过塑料管或PVP管等绝缘管给感应线圈供水冷却，冷却水电导率要求小于50μs/cm.电控柜与感应线圈之间可用铜排或水冷电缆连接。
本发明的具体结构有，所述的中空铜管的壁厚0.5mm～10mm。
本发明的具体结构有，所述的圆形铜管的外径Φ10mm～100mm，矩形铜管的截面窄边长10mm～100mm，宽边长15mm～150mm。
本发明的具体结构有，所述的圆环的直径在Φ100mm～Φ1000mm，以铸坯能顺利通过圆环且无接触为宜。
本发明的具体结构有，其感应线圈的匝数1～100。
本发明的电控柜为感应线圈提供中频电源，频率在200～20000Hz，额定功率10kW～300kW，从0kW到额定功率连续可调。
本发明感应线圈需做绝缘处理，可以将其表面涂绝缘涂层或者将其放置在箱体中。感应线圈与电控柜之间可用铜排、水冷电缆等连接。因感应线圈缠绕在铸坯周围，环境温度高，所以需要冷却装置对其降温，以保证其正常工作。
使用过程中，先将感应线圈安装在铸坯进入矫直段之前的两辊之间的空隙处，对好位置，让铸坯可以顺利从线圈中通过。连接冷却装置；连铸开始前，将电磁感应线圈内的中空铜管通水冷却；冷却水电导率小于50μs/cm；
当铸坯拉速0.5～5m/min，打开电控柜电源，给电磁感应线圈送电，电控柜为电磁感应线圈提供中频电源，频率在200～20000Hz，额定功率10kW～300kW；
感应加热的功率以保证铸坯进入矫直段时角部温度高于1000℃为宜。
当铸坯角部温度高于1000℃时即可避开第III脆性化区，经过矫直段矫直时铸坯内的裂纹源不会被明显扩大，进而减轻铸坯角裂程度。而铸坯的表面(除角部外的表面)和内部由于受集肤效应的影响产生的感应热较少，因而升温幅度不大。
连铸结束后，断开电控柜电源，线圈中继续通水冷却，直到环境温度低于50℃时再断开冷却水。
本发明的优点及技术效果为通过电磁感应加热，能够无接触、无污染快速促进铸坯角部升温，减轻铸坯角部缺陷程度，缓解后续铸坯角部清理压力，能够提高铸坯质量，节约成本。
附图说明
附图1为本发明的电磁感应加热装置示意图。
图中：1：铸坯；2：电磁感应线圈；3：电控柜；4：冷却装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做详细介绍。
本发明的一种减轻铸坯角裂的装置，它由电控柜3、电磁感应线圈2和冷却装置4等构成。电控柜3为电磁感应线圈2提供中频电源，频率在200～20000Hz，额定功率10kW～300kW，从0kW到额定功率连续可调。电磁感应线圈2为中空铜管(圆形或者矩形)绕制成圆环形，内部可以通水冷却，冷却装置和电控柜分别与感应线圈相连。冷却装置通过塑料管或PVP管等绝缘管给感应线圈供水冷却，电控柜与感应线圈之间可用铜排或水冷电缆等连接。
中空的铜管的壁厚0.5mm～10mm。圆形铜管的外径Φ10mm～100mm，矩形铜管的截面窄边长10mm～100mm，宽边长15mm～ 150mm。电磁感应线圈圆环的直径在Φ100mm～Φ1000mm，以铸坯1能顺利通过圆环且无接触为宜。
电磁感应线圈2的匝数1～100。电磁感应线圈2需做绝缘处理，可以将其表面涂绝缘涂层或者将其放置在箱体中。电磁感应线圈2与电控柜3之间可用铜排、水冷电缆等连接。
因感应线圈2缠绕在铸坯1周围，环境温度高，所以需要冷却装置对其降温，以保证其正常工作。
本发明的一种减轻铸坯角裂的装置的防裂方法为，先将电磁感应线圈2安装在铸坯1进入矫直段之前的两辊之间的空隙处，对好位置，让铸坯1可以顺利从线圈中通过。连接好冷却水、电。
连铸开始前，将电磁感应线圈内的中空铜管通水冷却，冷却水电导率要求小于50μs/cm。
当铸坯拉速稳定后，打开电控柜电源，给电磁感应线圈送电，对铸坯角部进行加热。
电磁感应线圈加热的功率以铸坯进入矫直段时角部温度高于1000℃时为宜。当铸坯角部温度高于1000℃时即可避开第III脆性化区，经过矫直段矫直时铸坯1内的裂纹源不会被明显扩大，进而减轻铸坯角裂程度。而铸坯的表面(除角部外的表面)和内部由于受集肤效应的影响产生的感应热较少，因而升温幅度不大。
连铸结束后，断开电控柜电源，电磁感应线圈的中空铜管继续通水冷却，直到环境温度低于50℃时再断开冷却水。
实施例1：
对于LX80的280×380mm大方坯角部加热时，感应线圈尺寸如下：线圈所用铜管壁厚3mm，铜管外径30mm或25mm×40mm的矩形铜管。线圈直径为520mm，感应线圈匝数为3匝。
连铸开始前，将感应线圈2内通水冷却。当铸坯1拉速稳定后，打开电控柜3电源，给感应线圈2送电，对铸坯角部进行加热。当拉速0.7m/min时，施加频率2000Hz的中频感应电，电流200A，可以保证铸坯1角部温度在1000℃以上。
此时铸坯1角部温度高于第III脆性化区温度，经过矫直段矫直时铸坯内的裂纹源不会被明显扩大，进而减轻铸坯角裂程度。
连铸结束后，断开电控柜3电源，电磁感应线圈的中空铜管中继续通水冷却，直到环境温度低于50℃时再断开冷却水。
实施例2：
对120×120mm小方坯，感应线圈尺寸如下：线圈所用铜管壁厚1.5mm，铜管外径20mm或15mm×20mm的矩形铜管。线圈直径为180mm，感应线圈匝数为2匝。
连铸开始前，将感应线圈2内通水冷却。当铸坯1拉速稳定后，打开电控柜3电源，给感应线圈2送电，对铸坯1角部进行加热。拉速为2.0m/min时，电磁感应频率在4000Hz，感应电流在250A，可以保证铸坯1的角部温度在1000℃以上。
连铸结束后，断开电控柜3电源，线圈2中继续通水冷却，直到环境温度低于50℃时再断开冷却水。