CN101367119A - 一种模拟连铸机二冷喷嘴冷却效果的仿真装置 - Google Patents
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Abstract
一种模拟连铸机二冷喷嘴冷却效果的仿真系统,属于连铸技术领域。系统具备以下功能:(1)1~5排、1~30个喷嘴的压力流量特性测试;(2)1~5排、1~30个喷嘴的水流密度分布测试;(3)1~5排、1~30个喷嘴的打击压力测试;(4)1~5排、1~30个喷嘴的三维移动;(5)接水系统可以实现0~90°旋转;(6)全自动控制、数据采集和处理。可以实现连铸机二冷喷嘴冷却效果的高精度仿真。
Description
技术领域
本发明属于连铸技术领域,特别是提供了一种模拟连铸机二冷喷嘴冷却效果的仿真装置。
背景技术
连铸机二冷制度对连铸坯质量有较大影响,表面裂纹(横裂纹和纵裂纹)、内部裂纹(三角区裂纹和中心线裂纹)和中心偏析都与二冷制度有密切的关系。二冷效果的好坏主要取决于二冷喷嘴的型号和布置、二冷水雾冷却的流量及压力等。
袁伟霞(袁伟霞,刘成信,赵雪松,喷嘴喷雾冷却特性测试系统的研究及应用,炼钢,2004,Vol.20,No.1:36-38,62)和王凤珍(王凤珍,盖领军,连铸二冷喷嘴性能测试及计算机仿真系统,河北冶金,2002,No.1:12-14,22)分别开发过喷嘴冷却特性的测试系统,并运用该系统来测定喷嘴的冷却特性,包括压力流量曲线,水量分布、水的粒径和打击力。
已有系统存在如下问题:(1)只能模拟单个喷嘴的全部冷却特性和单排喷嘴组合后的水量分布,不能模拟多排喷嘴组合后的冷却特性;(2)喷嘴始终是垂直布置,不能模拟连铸机部分扇形段喷嘴与铸坯之间的位置状态;(3)现代连铸机多排喷嘴采用交错布置,现有系统不能准确模拟。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连铸机二冷喷嘴冷却效果的仿真装置,可以模拟喷嘴真实的冷却特性,为优化喷嘴的型号和布置、改善连铸坯的二次冷却的效果提供依据。
本发明的仿真装置包括齿轮转向箱1、升降减速机2、喷淋管组件3、气、水输入集管4、上定位框5、导柱6、移动平衡装置7、旋转定位框8、角度传感器9、旋转支架10、传动链轮链条11、旋转减速机12、升降、减速传动器件支撑13、导轨付及伺服电机14、微压传感器15、二位二通电磁阀16、集水器17、连接件18、接水口19、接水口翻板20、称重传感器21、直线电机22、旋转气缸23、下定位框24、液压阻尼器25。
计算机指令升降减速机2通过齿轮转向箱1以及丝杆等,做上下移动。因上下移动是单丝杆工作,而喷淋组件较宽,为精确平衡升降,左右两侧设置了移动平衡装置7固定在导柱6上,由计算机指令升降减速机2通过齿轮转向箱1以及丝杆等做上下移动调节喷射距离,气、水输入集管4通入喷淋管组件3。上定位框5、下定位框24限制喷淋管组件3的上下行程;旋转定位框8由计算机采集角度传感器9的信号、根据要求指令旋转减速机12带动传动链轮链条11控制喷淋管组件3的旋转角度。装置左右设有旋转支架10,旋转支架10连接升降、减速传动器件支撑13。部件14-22构成了流量分布及打击力接收部分,安装在下定位框上,其纵向移动由导轨付及伺服电机14等驱动,其行程为2500mm。流量分布集水、放水系统主要由微压传感器15、二位二通电磁阀16、集水器17、连接件18、接水口19、接水口翻板20组成。微压传感器15通过二位二通电磁阀16控制水的流量,集水器17悬挂于移动横梁上,在检测过程中能始终处于垂直状态,以保证精确测量集水高度。
在集水口处设置了由旋转气缸23驱动的一组翻板可适时对集水口进行封闭或敞开控制,以实现点流量分布的测定。为了提高集水的精度,集水器设置较高,有效接水高度≥600mm。
喷淋管组件3的旋转过程的稳定性是通过液压阻尼器25来实现的。喷淋管组件3为横向梯子形,共五排,单排上管为气管,下管为水管。下管的下侧和侧面设有横向导槽,用以固定喷嘴位置可任意移动变化。喷嘴的水气连接为相邻单排交叉连接(因单排上、下管的侧面都设有若干个软接管,以供选择连接)。
装置具备以下功能:(1)1~5排、1~30个喷嘴的压力流量特性测试;(2)1~5排、1~30个喷嘴的水流密度分布测试;(3)1~5排、1~30个喷嘴的打击压力测试;(4)集水器系统可以实现0~90°旋转;(5)全自动控制、数据采集和处理。
本发明的优点在于:实现了连铸机二冷喷嘴冷却效果的高精度仿真。
附图说明
图1为系统结构主视图。
图2为系统结构A-A剖面图。
图3为系统结构俯视图。
图4为系统结构左视图。
具体实施方式
实施例1:扇形段喷嘴冷却效果的仿真
(1)按照模拟对象的原型,将喷嘴安装在仿真装置的冷态测控架上,可同时安装5排,每排安装6个。
(2)连接水源和气源,按照原型的参数,设定水和气的压力和流量。
(3)打开气、水阀门。
(4)利用旋转减速机和传动链轮链条移动流量分布及打击力接收部分。
(5)旋转集水器至45°。
(6)启动计算机控制系统,测量水流量分布和打击力。
Claims (3)
1.一种模拟连铸机二冷喷嘴冷却效果的仿真系统,其特征是仿真系统包括齿轮转向箱(1)、升降减速机(2)、喷淋管组件(3)、气、水输入集管(4)、上定位框(5)、导柱(6)、移动平衡装置(7)、旋转定位框(8)、9-角度传感器(9)、旋转支架(10)、传动链轮链条(11)、旋转减速机(12)、升降、减速传动器件支撑(13)、导轨付及伺服电机(14)、微压传感器(15)、二位二通电磁阀(16)、集水器(17)、连接件(18)、接水口(19)、接水口翻板(20)、称重传感器(21)、直线电机(22)、旋转气缸(23)、下定位框(24)、液压阻尼器(25);计算机指令升降减速机(2)通过齿轮转向箱(1)以及丝杆,做上下移动;因上下移动是单丝杆工作,而喷淋组件较宽,为精确平衡升降,左右两侧设置了移动平衡装置(7)固定在导柱(6)上,由计算机指令升降减速机(2)通过齿轮转向箱(1)以及丝杆做上下移动调节喷射距离,气、水输入集管(4)通入喷淋管组件(3);上定位框(5)、下定位框(24)限制喷淋管组件(3)的上下行程;旋转定位框(8)由计算机采集角度传感器(9)的信号、根据要求指令旋转减速机(12)带动传动链轮链条(11)控制喷淋管组件(3)的旋转角度;装置左右设有旋转支架(10),旋转支架(10)连接升降、减速传动器件支撑(13);部件(14)-(22)构成了流量分布及打击力接收部分,安装在下定位框上,其纵向移动由导轨付及伺服电机(14)驱动,其行程为2500mm;流量分布集水、放水系统由微压传感器(15)、二位二通电磁阀(16)、集水器(17)、连接件(18)、接水口(19)、接水口翻板(20)组成;微压传感器(15)通过二位二通电磁阀(16)控制水的流量,集水器(17)悬挂于移动横梁上,在检测过程中能始终处于垂直状态,以保证精确测量集水高度。
2.如权利要求1所述一种模拟连铸机二冷喷嘴冷却效果的仿真装置,其特征是集水口处设置了由旋转气缸(23)驱动的一组翻板,能适时对集水口进行封闭或敞开控制,以实现点流量分布的测定;为了提高集水的精度,集水器设置有效接水高度≥600mm。
3.如权利要求1所述一种模拟连铸机二冷喷嘴冷却效果的仿真装置,其特征是喷淋管组件(3)的旋转过程的稳定性是通过液压阻尼器(25)来实现的;喷淋管组件(3)为横向梯子形,共五排,单排上管为气管,下管为水管;下管的下侧和侧面设有横向导槽,用以固定喷嘴位置能任意移动变化;喷嘴的水气连接为相邻单排交叉连接。
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