用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术多石墨中空电极连铸中间包钢液直流等离子加热装置,该加热装置包括等离子加热单元、前端测量单元、及控制组件；前端测量单元实时测量加热空间的钢液高度及钢液温度，并反馈至控制组件，控制组件根据反馈信息进行调节等离子加热单元。该装置可以合理控制中间包内的钢液温度，补偿温度波动，稳定浇铸操作，大幅度降低中间包钢液的温度，实现恒温低温浇注，提高连铸机生产率。通过安装加热补偿中间包内的钢液热量减少连铸坯内非金属夹杂物和中心偏析，防止浸入式水口堵塞，提高铸坯质量，提高收得率,稳定浇铸操作。降低炼钢炉出钢温度，降低炼钢工艺的耐火材料和能源费用。将对我国冶金工业走质量效益型道路起到重要作用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于科学技术及工业
，具体涉及一种用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置。
技术介绍
等离子体是由大量自由电子和离子及少量未电离的气体分子和原子组成。达到一定的电离度(>10-4),气体处于导电状态，由于电离气体整体行为表现出电中性，也就是电离气体内正负电荷数相等，称这种气体状态为等离子体态。等离子加热技术是通过在等离子发生器上施加一定的电能产生弧光将气体介质充分电离，使等离子能量高度集中来进行加热。按温度可分为高温等离子体和低温等离子体两类。到80年代末期,冶金工作者开始把工作重点转移到液态钢水变成固态铸坯的最后一个容器——中间包。温度问题是影响钢凝固过程质量、成本和生产率的重要因素，从而加热和控制连铸中间包钢水温度技术开始应用于生产，并取得了很好的效果。中间包应用等离子加热技术可以防止换包时钢液温度下降。中间包等离子加热可以快速对中间包内钢水进行加热补偿，控制中间包温度波幅，实现恒速浇铸，保证铸坯质量，减少拉速变化而可能带来的缺陷和事故。在连铸机生产过程中每炉钢开浇和浇铸末期,一般钢水温度都偏低,而且多炉连浇时每炉钢水的温度是有差异的,在没有热补偿的情况下中间包钢水温度很难控制在目标温度值左右,但使用了中间包等离子加热就可以使中间包浇铸温度,能控制在目标温度的±2℃范围内,达到恒速浇铸 的目的；中间包采用等离子加热技术可以降低出钢温度15-40℃左右，提高钢水收得率，可以提高连铸机单位产量。为了确保优质铸坯,尤其是为了减少中心偏析和非金属夹杂物,必须将钢液温度保持在最佳浇铸温度范围内。目前应用于中间包加热系统的主要有感应加热和等离子加热两种主要方式，感应加热需要外部冷却液对感应线圈进行降温所以会带走很多热量，并且感应加热方式对中间包改造量也较大。已用于工业生产的等离子加热系统的实践表明:等离子加热的热效率为60％一70％,来自加热室耐火材料墙的间接辐射热占其中的50％以上。等离子枪是发生等离子体的关键设备之一。等离子枪体按材质又分为金属等离子枪和非金属等离子枪，金属等离子枪为了保持枪体正常工作，需要对等离子枪体进行水冷降温，水冷系统会带走部分热量，同时由于工作时等离子枪要进入中间包内进行加热，所以不允许等离子枪体发生漏水，一旦发生漏水就会与高温的钢液发生爆炸，所以金属等离子枪普遍存在结构复杂、使用寿命短、造价高等缺点。
技术实现思路
为了有效解决上述问题，本技术提供一种用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置和方法。具体技术方案如下：一种用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置，所述加热装置包括等离子加热单元、前端测量单元、及控制组件；所述前端测量单元实时测量加热空间的钢液高度及钢液温度，并反馈至所述控制组件，所述控制组件根据反馈信息进行调节等离子加热单元。进一步地，所述控制组件中具有一控制模型，所述控制模型将钢液温度、钢液面上0-12cm处的温度作为输入量输入到控制模型中，所述控制模型输出等离子气体的通入流量及等离子加热单元的通电电流大小，实现对等离子加热单元的自动控制。进一步地，所述前端测量单元为一连续测温装置，所述连续测温装置包括多个测温单元，所述测温单元被设置在中间包钢液内、或设置在中间包内壁上。进一步地，所述控制组件包括一等离子电源系统、水气控制装置、现场操作箱、电极调整控制柜、操作台、主控柜；所述等离子电源系统的一端的正负极通过直流母线连接等离子加热单元，所述等离子电源系统的另一端连接主控柜，所述水气控制装置、现场操作箱、电极调整控制柜及操作台均同时连接所述主控柜。进一步地，所述加热装置还包括一机械臂，所述等离子加热单元为一等离子枪，并所述等离子枪固定在机械臂上；所述电极调整控制柜连接所述机械臂。进一步地，所述等离子枪为一中空管形状，所述中空管外径尺寸为Φ50-150mm，长度为500-1500mm，内孔直径为1-10mm；在工作状态下，所述中空石墨管内充入等离子工作气流，所述等离子工作气流将已经产生的电弧转移到枪和钢液之间，形成工作弧。进一步地，所述等离子电源系统包括一个隔离变压器和多脉波可控整流回路，所述变压器将高压和低压进行隔离，同时将高电压的电流转换成低电压大电流，并通过多脉波可控整流回路及控制回路将交流电转换成低压直流输出。本技术的有益效果为：本技术采用的空心石墨电极是中空的电极(一般石墨电极都是实心的)，生产这种产品是在电极成型时直接压制成中空的管子形状，以后的生产工序与实心电极的生产完全相同，空心电极可以节省原料。可以利用电极的中空区形成的通道，在石墨电极的中空部分通入等离子气体，给石墨电极降温，延长了其的使用寿命，因为不采用水冷方式所以安全性非常高。同时通入的等离子气体还具有稳定等离子电弧，以及对钢液的搅拌的作用。因为两个中空石墨电极等离子枪和钢渣钢液可以直接构成电气回路所以不需要在中间包内预埋底电极，改造施工简单方便。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术采用单阴极和双阳极的3中空石墨电极加热结构示意图。图3为本技术采用双阴极和双阳极的4中空石墨电极加热结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。如图1所示，为本技术实施例提供一种用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置，所述装置包括等离子电源系统1、水气控制装置2、现场操作箱3、电极调整控制柜4、操作台5、主控柜6、等离子枪机械臂7、等离子枪8、直流母线9、钢液液位测量装置10、连续测温装置11；所述等离子电源系统1的一端的正负极分别通过两个或多个直流母线9连接两个或多个等离子枪8，所述等离子电源系统1的另一端连接主控柜6，所述水气控制装置2、现场操作箱3、电极调整控制柜4及操作台5均同时连接所述主控柜6，并所述水气控制装置2同时连接等离子枪8，所述电极调整控制柜4同时连接所述等离子枪机械臂7，所述等离子枪8固定在所述等离子枪机械臂7上。在其他实施例中，可采用1-4支等离子枪8。等离子电源系统1，所述等离子电源系统1包括一个隔离变压器和多脉波可控整流回路，所述变压器将高压和低压进行隔离，同时将高电压的电流转换成可满足工艺要求的低电压大电流，并通过多脉波 可控整流回路及控制回路将交流电转换成低压直流输出；水气控制装置2，所述水气控制装置包括一冷却水装置及一供气装置，所述冷却水装置是一个高压冷却水发生装置，所述冷却水装置向水冷电缆、变压器及可控硅提供正常压力、流量、质量和温度的冷却水，所述供气装置提供一定压力流量的工作气体，所述工作气体为氮气和/或氩气等，并根据实际工况进行手动自动调节；现场操控箱3，所述现场控制箱3对控制台操作功能的补充，阴阳极两枪的控制和显示集中在一个箱内，对机械臂的左右旋转、升降动作进行控制，用于对机械臂的控制信号通过主控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述加热装置包括等离子加热单元、前端测量单元、及控制组件；所述前端测量单元实时测量加热空间的钢液高度及钢液温度，并反馈至所述控制组件，所述控制组件根据反馈信息进行调节等离子加热单元。

【技术特征摘要】
1.一种用多石墨中空棒做电极的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述加热装置包括等离子加热单元、前端测量单元、及控制组件；所述前端测量单元实时测量加热空间的钢液高度及钢液温度，并反馈至所述控制组件，所述控制组件根据反馈信息进行调节等离子加热单元。2.根据权利要求1所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述控制组件中具有一控制模型，所述控制模型将钢液温度、钢液面上0-12cm处的温度作为输入量输入到控制模型中，所述控制模型输出等离子气体的通入流量及等离子加热单元的通电电流大小，实现对等离子加热单元的自动控制。3.根据权利要求2所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述前端测量单元为一连续测温装置，所述连续测温装置包括多个测温单元，所述测温单元被设置在中间包钢液内、或设置在中间包内壁上。4.根据权利要求3所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述测温单元被设置在钢液内表层面中心处自上到下，每隔5-8cm设置一测温单元，所述钢液内的非中心处也设置有测温单元，所述测温单元被均匀设置钢液内，并均处于中心处的测温单元的同一水平面上。5.根据权利要求2所述的连铸中间包直流等离子加热装置，其特征在于，所述控制组件包括一等离子电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王存，
申请(专利权)人：北京麦特尔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11