本发明专利技术提供了一种中间包钢液的等离子加热方法和等离子加热系统，涉及钢铁冶金连铸技术领域。该加热方法包括：加热时使所述加热电极组位于所述钢液的上表面预设高度，起弧加热，先以700‑800kw的功率加热5‑8min，随后以400‑500kw的功率继续加热至目标温度。本申请的加热方法使得加热温度更容易调控，进而在较短时间内实现恒温浇注，并维持稳定，有效改善铸坯的低倍组织，提高铸坯中心等轴晶率，减少铸坯缺陷的产生，有利于降低铸坯中夹杂物的数密度，提高铸坯的等轴晶率，进而提高铸坯质量。
A plasma heating method and system for molten steel in Tundish
【技术实现步骤摘要】
一种中间包钢液的等离子加热方法和等离子加热系统
本专利技术涉及钢铁冶金连铸
，具体而言，涉及一种中间包钢液的等离子加热方法和等离子加热系统。
技术介绍
随着中间包冶金技术的不断发展，中间包的主要作用由最初的过渡、缓冲、分配钢液逐渐发展为具有促进夹杂物上浮、吹气操作和合金化、温度控制等功能。随着连铸技术的进步，钢中非金属夹杂物的含量减少，钢的洁净度也越来越高。中间包内钢液温度对铸坯质量有重要的影响，要求钢水的温度控制在稳定的目标值附近，但在非正常浇铸期，中间包内都存在不同程度的热损失，中间包内钢液的温降严重影响铸坯的质量，中间包内温度场和流场相互影响，温度场的变化会引起流场的变化，而良好的流场会影响中包内夹杂物的运动行为，影响夹杂物的特征。传统的中间包冶金通过改变中间包内部结构来提高中间包中夹杂物的去除率，虽然在一定程度上改善了钢液的流动状态，但是钢液内部温度不均匀，最终还是会影响铸坯质量。目前对于温降问题，通常采取外部热源来加热钢液，常用的为感应加热方法，但感应加热需要在中间包上安装感应加热器，通道和风冷管，需要占用中间包内的一定空间，中间包有的有效容积会降低，增加了钢厂的投入成本。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中间包钢液的等离子加热方法，其不仅使中间包内钢液温度均匀，而且还能提高钢液的纯净度。本专利技术的目的在于提供一种中间包钢液的等离子加热系统，其安装简单，不需要改造中间包包型，功率可调，可操控性强。本专利技术是这样实现的：第一方面，实施例提供一种中间包钢液的等离子加热方法，其通过在中间包外的等离子加热装置对所述中间包内的钢液进行加热，所述等离子加热装置包括加热电极组，加热时使所述加热电极组位于所述钢液的上表面预设高度，起弧加热，先以700-800kw的功率加热5-8min，随后以400-500kw的功率继续加热至目标温度。在可选的实施方式中，在加热时，先将所述加热电极组插入所述中间包的钢液中，使所述加热电极组的下表面位于所述钢液的上表面之下50-100mm，随后再提拉所述加热电极至所述预设高度。在可选的实施方式中，所述预设高度为所述加热电极组的下表面位于所述钢液的上表面之上140-250mm。在可选的实施方式中，所述加热电极组采用直流等离子加热。在可选的实施方式中，在加热时，对夹持所述加热电极组的夹持器进行水冷。第二方面，实施例提供一种中间包钢液的等离子加热系统，其适用于如前述实施方式任一项所述的中间包钢液的等离子加热方法中对钢液进行加热，其包括中间包以及用于对所述中间包进行加热的等离子加热装置；所述等离子加热装置包括加热电极组、供气机构和加热操作盘，所述加热电极组可选择性地插入所述中间包内或悬挂于所述中间包上方，所述供气机构与所述加热电极组连通，所述加热操作盘与所述中间包连接以检测所述中间包的温度，所述加热操作盘与所述加热电极组连接以控制所述加热电极组的功率。在可选的实施方式中，所述加热电极组包括多根电极，所述电极的一端均设置有内螺纹，所述电极的另一端设置有外螺纹；优选地，所述电极的直径为130-150mm，所述电极的长度为800-1200mm；优选地，所述电极的中部设置有内孔，所述内孔与所述供气机构连通，所述内孔的直径为6-10mm。在可选的实施方式中，多根所述电极包括一根石墨阳极以及多根石墨阴极，多根所述石墨阴极分别与电源的阴极连接，所述石墨阳极与所述电源的阳极连接，多根所述石墨阴极均匀分布于所述石墨阳极的周围或两侧；多根所述石墨阴极均与所述供气机构连通。在可选的实施方式中，所述等离子加热装置包括用于将所述加热电极组插入至所述钢液内或提拉至所述钢液上表面的升降机构；优选地，所述升降机构包括支撑平台、立柱、机械臂以及夹持器，所述立柱安装于所述支撑平台，所述机械臂的一端可升降地安装于所述立柱，所述机械臂远离所述立柱的一端与所述夹持器连接，所述夹持器与所述加热电极组连接。在可选的实施方式中，所述等离子加热装置还包括用于对所述夹持器进行水冷的供水机构；优选地，所述机械臂和所述夹持器连通且开设有用于安装线路的内管和套设于所述内管外侧的外管，所述外管上开设有进水口和出水口，所述供水机构与所述进水口连通。本专利技术具有以下有益效果：本申请中利用外部的等离子加热装置对中间包内钢液进行加热，尤其是先以700-800kw的功率加热5-8min，此时功率高，能够快速进行加热升温，随后以400-500kw的功率继续加热3-6min，通过降低功率实现补充加热，可以使得加热温度更容易调控，进而在较短时间内实现恒温浇注，并维持稳定，恒温浇注能够改善铸坯的低倍组织，提高铸坯中心等轴晶率，减少铸坯缺陷的产生，加热前后铸坯中夹杂物的数密度明显降低，夹杂物的尺寸变化不大，同时还有利于提高铸坯的等轴晶率，进而提高铸坯质量。此外，本申请提供的等离子加热装置，其安装简单，不需要改造中间包包型，利用加热操作盘对中间包内钢液的温度进行实时检测，从而判断是否需要加热，同时还可以对功率进行调节，并根据钢液的温度变化设定加热时间，实现分阶段加热，可操控性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请提供的等离子加热装置的结构示意图；图2为本申请提供的电极的结构示意图；图3为本申请提供的升降机构的结构示意图；图4为本申请提供的升降机构的机械臂和夹持器进行水冷时的结构示意图。图标：100-等离子加热装置；110-加热电极组；111-电极；112-内孔；113-石墨阳极；114-石墨阴极；115-内螺纹；116-外螺纹；120-供气机构；130-加热操作盘；140-升降机构；141-支撑平台；142-立柱；143-机械臂；144-夹持器；145-进水口；146-出水口；147-内管；148-外管；150-供水机构；160-供电机构；161-PLC主控制柜；162-电机控制柜；163-直流电源柜；200-钢包；201-钢包长水口；202-中间包。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本申请提供了一种中间包钢液的等离子加热方法和中间包钢液的等离子加热系统，本申请中的中间包钢液的等离子加热方法是通过该等离子加热装置100来进行加热的，因此，为了便于对中间包钢液的等离子加热方法进行介绍，本申请先对等离子加热装置100的结构进行介绍。请参阅图1，本申请提供的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中间包钢液的等离子加热方法，其特征在于，其通过在中间包外的等离子加热装置对所述中间包内的钢液进行加热，所述等离子加热装置包括加热电极组，/n加热时使所述加热电极组位于所述钢液的上表面预设高度，起弧加热，先以700-800kw的功率加热5-8min，随后以400-500kw的功率继续加热至目标温度。/n
【技术特征摘要】
1.一种中间包钢液的等离子加热方法，其特征在于，其通过在中间包外的等离子加热装置对所述中间包内的钢液进行加热，所述等离子加热装置包括加热电极组，
加热时使所述加热电极组位于所述钢液的上表面预设高度，起弧加热，先以700-800kw的功率加热5-8min，随后以400-500kw的功率继续加热至目标温度。
2.根据权利要求1所述的中间包钢液的等离子加热方法，其特征在于，在加热时，先将所述加热电极组插入所述中间包的钢液中，使所述加热电极组的下表面位于所述钢液的上表面之下50-100mm，随后再提拉所述加热电极至所述预设高度。
3.根据权利要求1所述的中间包钢液的等离子加热方法，其特征在于，所述预设高度为所述加热电极组的下表面位于所述钢液的上表面之上140-250mm。
4.根据权利要求1所述的中间包钢液的等离子加热方法，其特征在于，所述加热电极组采用直流等离子加热。
5.根据权利要求1所述的中间包钢液的等离子加热方法，其特征在于，在加热时，对夹持所述加热电极组的夹持器进行水冷。
6.一种中间包钢液的等离子加热系统，其适用于如权利要求1-5任一项所述的中间包钢液的等离子加热方法中对钢液进行加热，其特征在于，其包括中间包以及用于对所述中间包进行加热的等离子加热装置；
所述等离子加热装置包括加热电极组、供气机构和加热操作盘，所述加热电极组可选择性地插入所述中间包内或悬挂于所述中间包上方，所述供气机构与所述加热电极组连通，所述加热操作盘与所述中间包连接以检测所述中间包的温度，所述加热操...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨树峰，赵梦静，王勇，王存，李京社，郭振和，宋景欣，程乃良，张雪良，冯捷，
申请(专利权)人：北京科技大学，河北科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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