本发明属于钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种基于电磁感应加热出钢技术的组合式水口座砖。
背景技术：
电磁感应加热出钢技术是一种应用于钢包出钢过程的新技术，该技术的基本原理就是采用与钢液成分相同或者相近的fe-c合金替代传统的引流砂，在高温钢液的作用下，fe-c合金会形成熔化层、烧结层和原始松散层，其中烧结层起到封堵钢水的作用。当钢包运转至一定位置之后，将封装在水口座砖中的感应线圈与放置于操作平台上的感应加热电源相连接，通过感应加热的方式使fe-c合金烧结层全部或部分熔化，从而在打开滑板之后使钢液自动流出。电磁感应加热出钢技术不仅能够彻底解决引流砂对钢液所造成的污染，而且使钢包的自动开浇率达到100％成为可能。
目前，在电磁感应加热出钢技术中，隔热处理后的感应线圈需要直接浇注封装在水口座砖内部，在钢包在经历一定的循环次数之后，需要更换座砖时，必须连同其内部的感应线圈一同换掉，即使该感应线圈依然能够继续正常工作，也无法将感应线圈回收进行再次使用，从而导致资源和材料的浪费。
另外，在传统水口座砖的结构中，安装上水口后，其钢液通道直径不一，存在“上粗下细”的现象，当fe-c合金颗粒填充到钢液通道后，在高温钢液的作用下，由于fe-c合金会形成烧结层，但烧结层也会呈现“上粗下细”的状态(如图3所示)，在这种状态下，当fe-c合金烧结层只是表层熔化的时候，即在指定的时间内fe-c合金烧结层熔化不充分，若fe-c合金烧结层上侧的直径仍然大于钢液通道下侧直径时，则无法在钢液的静压力作用下完成出钢过程，也就无法完成开浇，此时需要通过再次加热或者烧氧的方法辅助开浇，因此也就无法保证100％的钢包自动开浇率，从而影响生产节奏。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于电磁感应加热出钢技术的组合式水口座砖，首次将封装有感应线圈的水口座砖由传统的单体式结构改进为组合式结构，从而解决了传统的单体式结构水口座砖无法回收感应线圈的弊端，并且重新优化设计了钢液通道的尺寸，以有效保证100％的钢包自动开浇率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于电磁感应加热出钢技术的组合式水口座砖，包括上座砖本体和下座砖本体，在所述下座砖本体内部浇注封装有感应线圈，感应线圈的引线由下座砖本体的底部引出，并穿过钢包底壳与感应加热电源相连接；所述上座砖本体叠放于下座砖本体顶部，上座砖本体与下座砖本体之间通过接触面上的凸起与凹槽结构进行定位连接。
在所述上座砖本体内设置有上钢液通道，所述上钢液通道采用圆锥台形结构，且上钢液通道的小径端朝下；所述上钢液通道的高度小于等于fe-c合金熔化层的高度。
在所述下座砖本体内设置有下钢液通道，所述下钢液通道采用圆柱形结构，下钢液通道与上钢液通道相连通，且下钢液通道的直径等于上钢液通道的小径端直径。
所述上钢液通道的高度为50mm～250mm，上钢液通道的小径端直径为40mm～120mm，所述下钢液通道的直径为40mm～120mm。
由所述上座砖本体和下座砖本体叠放组合构成完整座砖，所述完整座砖呈长方体结构，完整座砖的长度为350mm～650mm，完整座砖的宽度为300mm～400mm；所述上座砖本体的高度为50mm～250mm，所述下座砖本体的高度为150mm～450mm。
所述感应线圈环绕封装于下钢液通道周向的下座砖本体内部，感应线圈的内径为150mm～300mm，感应线圈的高度覆盖范围为100mm～250mm。
所述上座砖本体与下座砖本体之间接触面上的凸起与凹槽结构的高度为10mm～50mm，且凸起与凹槽结构的竖向台阶面具有倾角，该倾角为30°～60°。
本发明的有益效果：
本发明的基于电磁感应加热出钢技术的组合式水口座砖，首次将封装有感应线圈的水口座砖由传统的单体式结构改进为组合式结构，从而解决了传统的单体式结构水口座砖无法回收感应线圈的弊端，不仅节约了耐火材料，同时也实现感应线圈的循环使用，提高了资源利用率，同时也节省了生产成本，由于仅更换上座砖本体，而不用更换下座砖本体，因此工人的劳动强度也得到降低。本发明还重新优化设计了钢液通道的尺寸，可以有效保证100％的钢包自动开浇率。
附图说明
图1为本发明的一种基于电磁感应加热出钢技术的组合式水口座砖的结构示意图；
图2为本发明的组合式水口座砖的钢液通道内fe-c合金状态分布示意图；
图3为传统水口座砖的钢液通道内fe-c合金状态分布示意图；
图中，1—上座砖本体，2—下座砖本体，3—感应线圈，4—上钢液通道，5—下钢液通道，a—fe-c合金烧结层，b—fe-c合金熔化层，c—fe-c合金原始松散层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于电磁感应加热出钢技术的组合式水口座砖，包括上座砖本体1和下座砖本体2，在所述下座砖本体2内部浇注封装有感应线圈3，感应线圈3的引线由下座砖本体2的底部引出，并穿过钢包底壳与感应加热电源相连接；所述上座砖本体1叠放于下座砖本体2顶部，上座砖本体1与下座砖本体2之间通过接触面上的凸起与凹槽结构进行定位连接。
在所述上座砖本体1内设置有上钢液通道4，所述上钢液通道4采用圆锥台形结构，且上钢液通道4的小径端朝下；所述上钢液通道4的高度小于等于fe-c合金熔化层的高度。
在所述下座砖本体2内设置有下钢液通道5，所述下钢液通道5采用圆柱形结构，下钢液通道5与上钢液通道4相连通，且下钢液通道5的直径等于上钢液通道4的小径端直径。采用上述设计的钢液通道，可有效保证fe-c合金烧结层为圆柱形，避免了传统烧结层呈现的“上粗下细”状态，有效保证了100％的钢包自动开浇率，同时也有效提高了电磁感应加热出钢技术的可靠性。
所述上钢液通道4的高度为50mm～250mm，上钢液通道4的小径端直径为40mm～120mm，所述下钢液通道5的直径为40mm～120mm。
由所述上座砖本体1和下座砖本体2叠放组合构成完整座砖，所述完整座砖呈长方体结构，完整座砖的长度为350mm～650mm，完整座砖的宽度为300mm～400mm；所述上座砖本体1的高度为50mm～250mm，所述下座砖本体2的高度为150mm～450mm。
所述感应线圈3环绕封装于下钢液通道5周向的下座砖本体2内部，感应线圈3的内径为150mm～300mm，感应线圈3的高度覆盖范围为100mm～250mm。
所述上座砖本体1与下座砖本体2之间接触面上的凸起与凹槽结构的高度为10mm～50mm，且凸起与凹槽结构的竖向台阶面具有倾角，该倾角为30°～60°。根据不同钢种及不同生产工艺，座砖尺寸结构及钢液通道尺寸也可以进行适当调整。
在座砖制备过程中，分别浇注上座砖本体1和下座砖本体2，其中在下座砖本体2的浇注过程中，将隔热处理后的感应线圈直接浇注封装在下座砖本体2内部，在使用时，将上座砖本体1与下座砖本体2组合即可。
采用与钢液成分相同或相近的fe-c合金作为水口填充物，当转炉中的钢水倒入到钢包之后，在高温钢液的作用下，上水口内的fe-c合金会形成熔化层、烧结层和原始松散层(如图2所示)，其中烧结层对钢液起封堵作用。
当钢包运转至指定位置后，将感应线圈3与感应加热电源相接通，通过感应加热所产生的焦耳热使fe-c合金烧结层全部或部分熔化，由于fe-c合金烧结层为圆柱形，当滑板打开后，钢液便会自动流出，从而完成出钢过程。
在钢包在经历一定的循环次数之后，需要更换座砖时，只要下座砖本体2内部的感应线圈3依然能够继续正常工作，则下座砖本体2则不用更换，只需更换上座砖本体1即可，然后便可进行下一轮运转。这样一来，不仅节约了耐火材料，同时也实现感应线圈3的循环使用，提高了提高资源利用率，同时也节省了生产成本，由于仅更换了上座砖本体1，而未更换下座砖本体2，因此工人的劳动强度也得到降低。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。