本發明屬于連鑄領域，涉及鑄坯質量控制和連鑄工藝技術，特別是一種減輕鑄坯角裂的裝置和減裂方法。

背景技術：

連鑄坯角裂是影響連鑄坯質量最重要的因素之一。在連鑄過程中，鋼水要經過相變、結晶等一系列的過程，在此過程中鑄坯坯殼會受到熱應力、鋼水靜壓力、摩擦力、矯直力等力的作用，當這些應力的值大于坯殼表面所能承受的最大應力時，鑄坯表面就會開始產生裂紋。此外，夾雜物及第二相粒子的存在會對鑄坯造成應力集中，引起表面裂紋進一步延伸。角裂的存在使得鑄坯的成材率大大降低，嚴重影響了鋼鐵廠的正常生產和經濟效益。

Brimacombe和Sorimachi研究了裂紋的形成，認為鋼從固相線溫度附近至600℃溫度區間內存在3個明顯的脆性溫度區，分別是：I凝固脆性化區(熔點Tm～1300℃)；II高溫塑性區(1300～1000℃)，III低溫脆化區(1000～600℃)。影響第I脆性區的因素主要是雜質。第II脆性區具有脆化程度與應變速率成正比的特征，當應變速率小于10^－2/s時，幾乎不產生脆化。鑄坯在彎曲、矯直以及鼓肚變形時的應變速率均小于10^－2/s，因此到目前為止，研究者都認為該脆性溫度區域的存在與鑄坯表面裂紋的產生無關。第III脆性溫度區，鋼的塑性降低是由鋼在奧氏體單相區低溫域的脆化和γ+α兩相區鋼的脆化兩部分組成的。主要在比較低的應變速率(小于10^－2/s)下出現，所以連鑄過程中鑄坯產生角裂與第III脆性區有著密切的關系。

目前對鑄坯角部缺陷主要采取火焰切割的方式去除，浪費了較多的人力、物力。根據研究測定，鑄坯進入矯直區時，其角部和表面溫度多在1000℃以下，即第III脆化區范圍內。這時的鑄坯在受到矯直力作用時非常容易產生角裂。

公告號CN2272342Y的實用新型專利介紹了一種小方坯連鑄機結晶器，包括結晶管和內水套，該水套的橫截面為外凸曲線形，由此達到鑄坯各部位合理冷卻，防止鑄坯角裂。公告號CN202278160U的實用新型專利介紹了一種改進的板坯鑄機組合式結晶器銅板，在板體的背面設置著橫截面呈梯形的凹槽，可以使鑄坯角部升高30℃～50℃，使鑄坯角裂率明顯降低。公告號CN1288269C的發明專利介紹了一種通過降低Nb含量解決邊部角裂紋的方法。公開號CN101147967A的發明公開了一種直弧形鑄機低合金鋼板坯連鑄足輥段窄面冷卻的方法，以解決低合金鋼的鑄坯表面角部易出現橫裂紋缺陷的問題。公布號CN102764870A的發明專利介紹了一種低合金鋼連鑄坯角裂改進的方法，包括優化成份、確保結晶器冷卻均勻，減少包晶鋼結晶器內應力，降低二冷水配比等措施，確保角裂有效減少，使連鑄坯熱軋加工的板坯角裂缺陷判廢比率降至0.005～0.5％。。

但到目前為止，還沒有一種通過升高局部鑄坯溫度，使鑄坯角部避開第III脆性化區，達到減輕鑄坯角裂程度的方法。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種減輕鑄坯角裂的裝置和減裂方法，利用通過電磁感應加熱裝置對鑄坯進行局部加熱，實現非接觸、無污染使鑄坯角部快速升溫，避免鑄坯在脆性溫度區間被矯直，達到減輕角裂，提高鑄坯質量的目的。

本發明的目的是這樣實現的，它是由電控柜、電磁感應線圈和冷卻裝置構成，感應線圈為中空銅管(圓形或者矩形)繞制成圓環形，內部可以通水冷卻，感應線圈安裝在鑄坯進入矯直段之前的兩輥之間的空隙處，冷卻裝置和電控柜分別與感應線圈相連。冷卻裝置通過塑料管或PVP管等絕緣管給感應線圈供水冷卻，冷卻水電導率要求小于50μs/cm.電控柜與感應線圈之間可用銅排或水冷電纜連接。

本發明的具體結構有，所述的中空銅管的壁厚0.5mm～10mm。

本發明的具體結構有，所述的圓形銅管的外徑Φ10mm～100mm，矩形銅管的截面窄邊長10mm～100mm，寬邊長15mm～150mm。

本發明的具體結構有，所述的圓環的直徑在Φ100mm～Φ1000mm，以鑄坯能順利通過圓環且無接觸為宜。

本發明的具體結構有，其感應線圈的匝數1～100。

本發明的電控柜為感應線圈提供中頻電源，頻率在200～20000Hz，額定功率10kW～300kW，從0kW到額定功率連續可調。

本發明感應線圈需做絕緣處理，可以將其表面涂絕緣涂層或者將其放置在箱體中。感應線圈與電控柜之間可用銅排、水冷電纜等連接。因感應線圈纏繞在鑄坯周圍，環境溫度高，所以需要冷卻裝置對其降溫，以保證其正常工作。

使用過程中，先將感應線圈安裝在鑄坯進入矯直段之前的兩輥之間的空隙處，對好位置，讓鑄坯可以順利從線圈中通過。連接冷卻裝置；連鑄開始前，將電磁感應線圈內的中空銅管通水冷卻；冷卻水電導率小于50μs/cm；

當鑄坯拉速0.5～5m/min，打開電控柜電源，給電磁感應線圈送電，電控柜為電磁感應線圈提供中頻電源，頻率在200～20000Hz，額定功率10kW～300kW；

感應加熱的功率以保證鑄坯進入矯直段時角部溫度高于1000℃為宜。

當鑄坯角部溫度高于1000℃時即可避開第III脆性化區，經過矯直段矯直時鑄坯內的裂紋源不會被明顯擴大，進而減輕鑄坯角裂程度。而鑄坯的表面(除角部外的表面)和內部由于受集膚效應的影響產生的感應熱較少，因而升溫幅度不大。

連鑄結束后，斷開電控柜電源，線圈中繼續通水冷卻，直到環境溫度低于50℃時再斷開冷卻水。

本發明的優點及技術效果為通過電磁感應加熱，能夠無接觸、無污染快速促進鑄坯角部升溫，減輕鑄坯角部缺陷程度，緩解后續鑄坯角部清理壓力，能夠提高鑄坯質量，節約成本。

附圖說明

附圖1為本發明的電磁感應加熱裝置示意圖。

圖中：1：鑄坯；2：電磁感應線圈；3：電控柜；4：冷卻裝置。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例做詳細介紹。

本發明的一種減輕鑄坯角裂的裝置，它由電控柜3、電磁感應線圈2和冷卻裝置4等構成。電控柜3為電磁感應線圈2提供中頻電源，頻率在200～20000Hz，額定功率10kW～300kW，從0kW到額定功率連續可調。電磁感應線圈2為中空銅管(圓形或者矩形)繞制成圓環形，內部可以通水冷卻，冷卻裝置和電控柜分別與感應線圈相連。冷卻裝置通過塑料管或PVP管等絕緣管給感應線圈供水冷卻，電控柜與感應線圈之間可用銅排或水冷電纜等連接。

中空的銅管的壁厚0.5mm～10mm。圓形銅管的外徑Φ10mm～100mm，矩形銅管的截面窄邊長10mm～100mm，寬邊長15mm～ 150mm。電磁感應線圈圓環的直徑在Φ100mm～Φ1000mm，以鑄坯1能順利通過圓環且無接觸為宜。

電磁感應線圈2的匝數1～100。電磁感應線圈2需做絕緣處理，可以將其表面涂絕緣涂層或者將其放置在箱體中。電磁感應線圈2與電控柜3之間可用銅排、水冷電纜等連接。

因感應線圈2纏繞在鑄坯1周圍，環境溫度高，所以需要冷卻裝置對其降溫，以保證其正常工作。

本發明的一種減輕鑄坯角裂的裝置的防裂方法為，先將電磁感應線圈2安裝在鑄坯1進入矯直段之前的兩輥之間的空隙處，對好位置，讓鑄坯1可以順利從線圈中通過。連接好冷卻水、電。

連鑄開始前，將電磁感應線圈內的中空銅管通水冷卻，冷卻水電導率要求小于50μs/cm。

當鑄坯拉速穩定后，打開電控柜電源，給電磁感應線圈送電，對鑄坯角部進行加熱。

電磁感應線圈加熱的功率以鑄坯進入矯直段時角部溫度高于1000℃時為宜。當鑄坯角部溫度高于1000℃時即可避開第III脆性化區，經過矯直段矯直時鑄坯1內的裂紋源不會被明顯擴大，進而減輕鑄坯角裂程度。而鑄坯的表面(除角部外的表面)和內部由于受集膚效應的影響產生的感應熱較少，因而升溫幅度不大。

連鑄結束后，斷開電控柜電源，電磁感應線圈的中空銅管繼續通水冷卻，直到環境溫度低于50℃時再斷開冷卻水。

實施例1：

對于LX80的280×380mm大方坯角部加熱時，感應線圈尺寸如下：線圈所用銅管壁厚3mm，銅管外徑30mm或25mm×40mm的矩形銅管。線圈直徑為520mm，感應線圈匝數為3匝。

連鑄開始前，將感應線圈2內通水冷卻。當鑄坯1拉速穩定后，打開電控柜3電源，給感應線圈2送電，對鑄坯角部進行加熱。當拉速0.7m/min時，施加頻率2000Hz的中頻感應電，電流200A，可以保證鑄坯1角部溫度在1000℃以上。

此時鑄坯1角部溫度高于第III脆性化區溫度，經過矯直段矯直時鑄坯內的裂紋源不會被明顯擴大，進而減輕鑄坯角裂程度。

連鑄結束后，斷開電控柜3電源，電磁感應線圈的中空銅管中繼續通水冷卻，直到環境溫度低于50℃時再斷開冷卻水。

實施例2：

對120×120mm小方坯，感應線圈尺寸如下：線圈所用銅管壁厚1.5mm，銅管外徑20mm或15mm×20mm的矩形銅管。線圈直徑為180mm，感應線圈匝數為2匝。

連鑄開始前，將感應線圈2內通水冷卻。當鑄坯1拉速穩定后，打開電控柜3電源，給感應線圈2送電，對鑄坯1角部進行加熱。拉速為2.0m/min時，電磁感應頻率在4000Hz，感應電流在250A，可以保證鑄坯1的角部溫度在1000℃以上。

連鑄結束后，斷開電控柜3電源，線圈2中繼續通水冷卻，直到環境溫度低于50℃時再斷開冷卻水。