【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连铸中间包冶金，尤其涉及一种通道式感应加热中间包的涡流防护系统。
技术介绍
1、中间包钢水过热度是保证连铸产量和铸坯质量的关键工艺参数之一，低过热度恒温浇铸不仅可以提高拉速，减少漏钢事故，改善铸坯内外部质量，同时也可以降低出钢温度，增加炉衬使用寿命等优点，在生产中，使用最广的是中间包通道式感应加热方式。中间包通道式电磁感应加热的工作原理是基于电磁感应原理。
2、中国专利公开号：cn219093621u公开了一种连铸感应加热中间包，其包括浇铸区、冲击区、左侧通道和右侧通道，所述左侧通道在左侧连通所述浇铸区和冲击区，且所述左侧通道形成长度l1；所述右侧通道在右侧连通所述浇铸区和冲击区，且所述右侧通道形成长度l2，l1＝l2，或者l1≠l2；所述左侧通道和右侧通道形成敞口朝向浇铸区的八字形结构，分别在所述左侧通道和右侧通道的周围设置外部热源。该专利技术通过在所述左侧通道和右侧通道的周围提供外部热源，补偿连铸过程中的热损耗，实现连铸过程的低过热度恒温浇铸，同时对流过通道的钢液进行箍缩，将钢液中的夹杂物及氧等挤出，借此提高连铸坯表面和内部质量；通过线圈在通道下方水平布置，不仅有利于降低死区比例，提高铸坯的流动一致性，改善表面质量，而且有利于补偿中间包的热损失，提高温度一致性，有利于提高铸坯内部质量和最终产品的稳定性。由此可见，上述技术方案通过对中间包结构的设计，完成中间包的加热工作，但无法阻断感应加热过程中中间包壳体和感应加热器壳体上产生较大的无功涡流，也无法根据检测的感应加热中间包的实际温度、冷却模块的实际冷却
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种通道式感应加热中间包的涡流防护系统，用以克服现有技术中，中间包壳体和感应加热器保护筒在电磁加热过程中产生的无功涡流，引起的中间包壳体和感应加热器保护筒发热，导致中间包过热结构强度下降的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种通道式感应加热中间包的涡流防护系统，包括：
3、通道式感应加热中间包，其包括注流区、浇铸区以及连接注流区与浇铸区的流钢通道，其中，中间包壳体上贯穿设置有供感应加热器通过的类圆形通孔，与类圆形通孔贯通并延伸至中间包壳体边缘的涡流隔断槽，以及填充在涡流隔断槽内的绝缘材料垫片，涡流隔断槽和类圆形通孔均设置在注流区和浇铸区之间；
4、感应加热模块，其与所述通道式感应加热中间包相连并且其感应加热器线圈所在轴线穿过所述类圆形通孔，用以通过感应加热器线圈在交变电流中产生的磁场加热所述流钢通道内的钢水；
5、涡流防护模块，其与所述感应加热模块相连，包括设置在所述感应加热器线圈外部的保护筒，保护筒侧面开设有贯穿保护筒表面的开口槽；
6、冷却模块，其与所述感应加热模块相连，包括用以冷却高温钢水的热辐射的风冷单元和用于冷却所述感应加热器线圈及其铁芯的涡流热的液冷单元；
7、检测模块，其与所述通道式感应加热中间包、所述感应加热模块以及所述涡流防护模块相连，用于获取所述中间包壳体的温度、所述保护筒的温度、所述感应加热器的实际工作参数以及冷却模块的实际工作参数；
8、结构参数获取模块，用以获取所述通道式感应加热中间包所处的环境温度、所述液冷单元的冷却液比热容、液冷单元冷却液通道的横截面积、流钢通道内径以及感应加热器的电气参数；
9、防护控制模块，其分别与所述检测模块、所述冷却模块和所述结构参数获取模块相连，用以根据所述感应加热器、中间包壳体及保护筒的结构及物性参数，确定所述保护筒及所述中间包壳体上的涡流分布和焦耳热总量，根据焦耳热总量确定所述感应加热器的工作参数以及所述冷却模块的工作参数，并根据所述检测模块检测的温度测量值和预设值的差距调整所述冷却模块和所述感应加热器的工作参数；
10、其中，所述冷却模块的工作参数包括所述风冷单元的冷却风量和冷却液的流量，所述感应加热器的工作参数包括所述感应加热器线圈的加热电流大小和电流频率。
11、进一步地，防护控制模块根据涡流防护系统的结构和物性参数建立电磁场模型和涡流分布模型以计算所述感应加热模块在各工作电流和电流频率下的所述保护筒、所述中间包壳体以及风冷单元上的焦耳热总量；
12、所述防护控制模块根据所述保护筒、所述中间包壳体的焦耳热总量确定热平衡时保护筒和中间包壳体上的温度分布以确定所述检测模块的温度传感器的布置位置。
13、进一步地，所述防护控制模块根据所述感应加热模块的工作电流和电流频率确定冷却风量和冷却液流量，并根据实际检测的冷却风量和冷却液流量确定涡流防护系统的调整方式；
14、其中，所述调整方式包括调整所述感应加热模块的工作电流、电流频率、冷却风量、冷却液流量。
15、进一步地，所述温度传感器的布置位置包括中间包壳体上的最高温度位置、中间包壳体上的最低温度位置以及保护筒上的最高温度位置；
16、所述最高温度位置为结构表面上以预设圆形区域的计算焦耳热总量中对应的焦耳热重量最大值对应的预设圆形区域的圆心位置，所述最低温度位置为结构表面上以预设圆形区域的计算焦耳热总量中对应的焦耳热重量最小值对应的预设圆形区域的圆心位置；
17、所述预设圆形区域的半径不小于10cm。
18、进一步地，所述防护控制模块根据实际检测的所述中间包壳体上的最高温度位置的单位升温值确定感应加热器的工作参数调整方式；
19、若所述单位升温值高于预设升温值，所述防护控制模块判定降低感应加热器的加热电流或降低感应加热器的电流频率。
20、进一步地，所述防护控制模块根据实际检测的所述中间包壳体上的最高温度位置的温度与所述中间包壳体上的最低温度位置的温度的差值确定感应加热器的工作参数调整幅度；
21、所述差值与所述工作参数调整幅度成反比。
22、进一步地，所述防护控制模块根据所述浇铸区的中间包壳体外侧底面的单位升温值计算钢水涡流发热升温值，并根据钢水涡流发热升温值确定钢水的需求升温调整值。
23、进一步地，所述防护控制模块根据涡流防护系统的结构和物性参数建立电磁场模型及涡流分布模型，包括：
24、根据所述中间包壳体各部分的结构位置关系和尺寸数据建立中间包壳体的三维立体等效模型，并根据中间包壳体的各部分的材料电导率、所述感应加热器在所述中间包壳体上的具体布置位置、线圈匝数、工作电流以及电流频率建立中间包的等效感应电磁场模型和涡流分布模型；
25、根据所述保护筒的结构位置关系和尺寸数据建立保护筒的三维立体等效模型，并根据保护筒的材料电导率以及所述感应加热器在保护筒上的具体布置位置、线圈匝数、工作电流以及电流频率建立保护筒的等效感应电磁场模型和涡流分布模型。
26、进一步地，所述工作参数调整幅度包括电流调整量和频率调整量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通道式感应加热中间包的涡流防护系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据涡流防护系统的结构和物性参数建立电磁场模型和涡流分布模型以计算所述感应加热模块在各工作电流和电流频率下的所述保护筒、所述中间包壳体以及风冷单元上的焦耳热总量；
3.根据权利要求1所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据所述感应加热模块的工作电流和电流频率确定冷却风量和冷却液流量，并根据实际检测的冷却风量和冷却液流量确定涡流防护系统的调整方式；
4.根据权利要求2所述的涡流防护系统，其特征在于，所述温度传感器的布置位置包括中间包壳体上的最高温度位置、中间包壳体上的最低温度位置以及保护筒上的最高温度位置；
5.根据权利要求4所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据实际检测的所述中间包壳体上的最高温度位置的单位升温值确定感应加热器的工作参数调整方式；
6.根据权利要求5所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据实际检测的所述中间包壳体上的最高温度位置的温度与所述
7.根据权利要求3所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据所述浇铸区的中间包壳体外侧底面的单位升温值计算钢水涡流发热升温值，并根据钢水涡流发热升温值确定钢水的需求升温调整值。
8.根据权利要求2所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据涡流防护系统的结构和物性参数建立电磁场模型及涡流分布模型，包括：
9.根据权利要求6所述的涡流防护系统，其特征在于，所述工作参数调整幅度包括电流调整量和频率调整量；
10.根据权利要求7所述的涡流防护系统，其特征在于，所述需求升温调整值为通过感应加热器的加热流钢通道中流入浇铸区的钢水的温度值，需求升温调整值由下式确定：
...【技术特征摘要】
1.一种通道式感应加热中间包的涡流防护系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据涡流防护系统的结构和物性参数建立电磁场模型和涡流分布模型以计算所述感应加热模块在各工作电流和电流频率下的所述保护筒、所述中间包壳体以及风冷单元上的焦耳热总量；
3.根据权利要求1所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据所述感应加热模块的工作电流和电流频率确定冷却风量和冷却液流量，并根据实际检测的冷却风量和冷却液流量确定涡流防护系统的调整方式；
4.根据权利要求2所述的涡流防护系统，其特征在于，所述温度传感器的布置位置包括中间包壳体上的最高温度位置、中间包壳体上的最低温度位置以及保护筒上的最高温度位置；
5.根据权利要求4所述的涡流防护系统，其特征在于，所述防护控制模块根据实际检测的所述中间包壳体上的最高温度位置的单位升温值确定感应加热器的工作参数...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖红，袁鹏，彭鹏，余斌，陈光夫，朱春苗，马志民，
申请(专利权)人：湖南中科电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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