CN101497114A - 连铸机结晶器加保护渣装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸机结晶器加保护渣装置，其包括：渣斗，用于盛放保护渣；保护渣分配器，包括输送保护渣的螺旋输送器和沿螺旋输送器的管壳长度方向安装的多个定量分配室，其中，各定量分配室具有喷渣口；保护渣管道组件，连通渣斗和螺旋输送器；压缩气体供给装置，向各定量分配室提供吹送保护渣的压缩气体；以及控制器，至少控制螺旋输送器和压缩气体供给装置。本发明还提供了一种本发明的连铸机结晶器加保护渣方法，本发明的装置便于安装、适用范围广、又能保证加渣速度可调、分布均匀，适于自动加保护渣。本发明的方法，可以避免现有移动部件加渣方法的不足，同时使得所加的保护渣分布均匀。

Description

连铸机结晶器加保护渣装置及方法

技术领域

本发明涉及连铸机领域，尤其涉及一种连铸机结晶器加保护渣装置及方法。

背景技术

结晶器自动加渣对保证钢坯质量有十分重要的意义，一种加渣方法是采用压缩气体喷渣的方法向结晶器加保护渣。

然而在实现本发明的过程中，发明人发现采用压缩气体喷渣的方法来加保护渣，存在加渣不均匀的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种在加渣均匀的连铸机结晶器加保护渣装置，本发明的目的还在于提供一种加渣均匀的连铸机结晶器加保护渣的方法。

为此，一方面，本发明提供了一种连铸机结晶器加保护渣装置，包括：渣斗，用于盛放保护渣；保护渣分配器，包括输送保护渣的螺旋输送器和沿螺旋输送器的管壳长度方向安装的多个定量分配室，其中，各定量分配室具有喷渣口；保护渣管道组件，连通渣斗和螺旋输送器；压缩气体供给装置，向各定量分配室提供吹送保护渣的压缩气体；以及控制器，至少控制螺旋输送器和压缩气体供给装置。

其中，上述渣斗固定于连铸机的中包操作平台上，保护渣分配器位于结晶器的盖板上。

其中，上述保护渣管道组件包括：相互连接的下渣管、电控加渣阀、手控加渣阀、以及气动夹紧阀。

其中，上述保护渣管道组件还包括：安装于下渣管上下两侧的第一快速接头和第二快速接头；保护渣分配器的远离保护渣管道组件的另一端设有滑轮；以及螺旋输送器设有支撑螺旋输送器及其定量分配室的固定脚。

其中，上述螺旋输送器包括送渣管、位于送渣管中的送渣螺杆、位于送渣管前端的受渣箱、位于送渣管末端的汇渣排渣箱、以及驱动送渣螺杆旋转的动力装置。

其中，上述多个定量分配室包括至少两个容积不相等的定量分配器室。

其中，上述压缩气体供给装置包括储气罐、至少连接于储气罐的第一压力支路和第二压力支路、连接于第一压力支路和第一压力支路的气体分配管道。

其中，上述气体分配管道包括多个压力分配管、连接于各压力分配管的多个压缩空气分管、以及连接于各压缩空气分管的多个压缩空气支管，其中各压力分配管上设有控制阀，各压缩空气支管连通相应的定量分配室。

其中，上述控制阀的开启频率和/或螺旋输送器的保护渣的输送速度由控制器控制。

另一方面，本发明提供了一种连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)沿结晶器铜管口长边排列一组喷渣口；2)在各喷渣口喷渣过程中，通过调节吹送保护渣的压缩气体的压力，使保护渣落到结晶器钢水截面范围内分布均匀。

其中，上述压缩气体的压力值在第一预定压力值和第二预定压力值之间可调，其中，第一预定压力值的压缩气体使保护渣落在结晶器钢水的接近内弧的表面；第二预定值压力的压缩气体使保护渣落在结晶器钢水的接近外弧的表面。

进一步地，压缩气体还具有压力大小在第一、第二预定压力值之间的第三预定压力值。

优选地，压缩气体的不同预定压力值由相应的压力调节支路来实现，各压力控制支路的通断由压力调节支路上的控制阀来控制。

优选地，各上述压力调节支路连接至同一供气源，各压力调节支路中压缩气体的压力大小由减压阀减压实现。

优选地，使一组喷渣口分成多个小组，并使压缩气体通过分配管道分配给各小组喷渣口，各分配管道上分别设有控制分配管道通断的阀门，通过控制阀门的启闭频率以交替地向各小组的喷渣口供给压缩气体。

优选地，使各小组喷渣口的压缩气体的供给时间由分配管道上的阀门的启闭间隔时间来确定。

本发明的连铸机结晶器加保护渣装置及方法，通过沿结晶器铜管口排列一组喷渣口，并控制喷渣口的出渣速度，使得结晶器钢水接近内弧的表面上和接近外弧的表面上，分布有均匀的保护渣，从而使得加渣均匀。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明的其它的目的、特征和效果作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1示出了根据本发明的连铸机结晶器加保护渣装置；

图2示出了图1所示连铸机结晶器加保护渣装置的保护渣分配器的局部放大示意图；

图3示出了图1所示连铸机结晶器加保护渣装置的A-A剖视图；

图4示出了图3所示连铸机结晶器加保护渣装置的保护渣分配器的局部放大示意图；

图5示出了图1所示连铸机结晶器加保护渣装置的B-B剖视图；

图6示出了图1所示连铸机结晶器加保护渣装置的系统控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例，对本发明进行详细描述。

图1至图5示出了根据本发明的连铸机结晶器加保护渣装置的结构示意图。结合参照图1至图5，本发明的连铸机结晶器加保护渣装包括渣斗101、保护渣管道组件、保护渣分配器、压缩气体供给装置、以及控制器103。

下面对各部件分别进行详细描述。其中，涉及本发明装置外部特征的，请参见图1和图2；涉及本发明装置内部结构特征的，请参见图3至图5。

渣斗101，其用于盛放保护渣112，设置于中包操作平台110上，渣斗101的底部具有出渣口。

保护渣管道组件，也可以称为保护渣输送管道，其用于连通位置在上的渣斗101和位置在下的保护渣分配器，供保护渣从中受控制地经过。

该保护渣管道组件包括电控加渣球阀105a₁、气动夹紧阀105b、快速接头105c₁、下渣管105d、手控加渣球阀105a₂、以及快速接头105c₂。

其中，快速接头105c₁和快速接头105c₂分别连接在下渣管105d的两端，以便于快速拆卸下渣管105d，移除保护渣分配器。

上述保护渣管道组件的各种控制阀门不是全部必须的，可以根据需要来选择，例如可以不设气动夹紧阀105b。该保护渣管道组件上还可以具有其它的装置或设备，例如用于称重计量的传感器、用于振动以辅助下渣的振动装置等。

保护渣分配器，也可以称为保护渣分配组件，用于提供多个出渣速度受控制的出渣口，这些出渣口沿结晶器铜管口长边布置，以向结晶器钢水上均匀加渣。

保护渣分配器具体包括螺旋输送器和安装于螺旋输送器上的一组定量分配室106j。

其中，上述螺旋输送器包括电机106a、减速箱106b、联轴器组件106c、受渣箱106f、送渣管106g、位于送渣管106g中的送渣螺杆106d、位于送渣螺杆106d前端的轴承密封组件106e₁，位于送渣螺杆106d后端的轴承密封组件106e₂，位于送渣管106g的末端的汇渣排渣箱106h。

上述受渣箱106f与快速接头105c₂连接，接受来自渣斗101的保护渣。进入受渣箱106f中的保护渣经送渣螺杆106d向前输送。送渣螺杆106d由电机106a经减速箱106b和联轴器组件106c驱动旋转。

电机106a最好为调速电机，如步进电机，以便送渣螺杆106d的旋转速度可调。当然，该驱动电机106a也可以是普通电极或驱动螺旋旋转的其他动力装置，例如液压马达等。

各定量分配室106j通过出渣管106i与送渣管106g相通，以接收来自送渣管106g内的保护渣。各定量分配室106j具有截面积扩张的管段，以容纳保护渣，在该管段的末端形成出渣口106k。各定量分配室106j通过压缩空气支管107d供给压缩气体，以将定量分配室内的保护渣经出渣口106k吹出。

在图中所示的实施例中，螺旋输送器中设有15个定量分配室，在其它实施例中，在定量分配室106j的数量可以根据需要例如结晶器铜管口长边的长短来增加或减少，例如10、12、14、16、18、20、21、22、25、30等等。

上述各定量分配室的容纳保护渣的容积可以各不相同，以便于在同一加渣时间内向结晶器内吹送不同量的保护渣，此时，对于定量分配室来说，在送渣管上可拆卸地安装是非常有益的。另外，也可以将定量分配室做成容积可调的形式。

螺旋输送器上还设有起支撑作用的两个或多个固定脚108，以在加渣时支撑整个螺旋输送器的重量。在螺旋输送器的端部还设有滚轮109，该滚轮109的底部比固定脚109的底部高。在加渣过程中与结晶器上的盖板不接触。当移除螺旋输送器时，抬起螺旋输送器的进渣端，滚轮109即与盖板111接触，一个操作人员可使保护渣分配组件撤离结晶器盖板。

压缩气体供给装置，用于向各定量分配室106j提供压缩气体，以将保护渣从定量分配室的出渣口106k吹出。该压缩气体不仅限于空气，还可以是避免钢水氧化的气体，如氮气。

压缩气体供给装置包括储气罐102、具有不同压力支路的气控柜104、以及用于向各定量分配室提供压缩气体的气体分配管。

其中，上述气控柜104包括电控高压球阀104a、减压阀104b₁和高压电磁阀104c₁支路(第一压力支路)、减压阀104b₂和低压电磁阀104c₂支路(第二压力支路)、控制高压气体分管107c₁的电磁阀104d₁、控制高压气体分管107c₂的电磁阀104d₂、以及控制高压气体分管107c₃的电磁阀104d₃。其中，高压电磁阀104c₁和低压电磁阀104c₂通断互锁，即一个开另一个关闭。电磁阀104d₁、电磁阀104d₂和电磁阀104d₃可以通断互锁，即一个开另两个关闭。

其中，上述气体分配管包括高压气体分管107c₁、107c₂和107c₃，高压气体分配管107b₁、107b₂和107b₃，多个高压气体支管107d。其中，高压气体分管107c₁、107c₂和107c₃分别由电磁阀104d₁、电磁阀104d₂和电磁阀104d₃控制其通断。

上述储气罐102还设有气动阀供气管107e，以向气动夹紧阀105b提供致动气体，控制启动夹紧阀105b的打开或闭合。

上述压缩气体供给装置可以提供高压和低压这两种不同压力的压缩气体，在其它实施例中，气控柜中也可以设置第三压力支路，从而提供第三种压力的压缩气体。当然，在其它实施例中，也可以提供压力连续可调的装置如高压气泵，以提供压力连续可调的压缩气体。另外，在压缩气体供给装置中，各控制阀的开启频率、阀之间的切换等由控制器103来控制。然而，上面所描述的压缩气体供给装置仅为优选实施方式，还可以是其它的构造。下面对控制器103进行说明。

控制器103安放于中包车轨道立柱115上，向需要控制的元器件提供控制信号。结合参见图1和图6，控制器103控制螺旋输送器的电机106a和气控柜104。以控制电机106a的转速和气控柜104的各控制器的开启频率和阀的切换。可选地，控制器103可以根据预先设定的状态来自动控制，也可以根据传感器、键盘等输入装置的输入条件而运行。

下面对本发明的连铸机结晶器加保护渣装置的运行状态进行说明。参照图1至图6，处于中包操作平台上的保护渣渣斗101中的保护渣112经电控加渣球阀105a₁、气动夹紧阀105b、快换接头105c₁、重力下渣管105a、手控加渣球阀105a₂和快换接头105c₂等进入位于结晶器盖板111内弧侧的保护渣分配组件106中的受渣箱106f中。

电机106a通过减速箱106b和送渣螺杆106d将受渣箱106f中的保护渣经送渣管106g和出渣管106i送到沿结晶器长边分布的定量分配小室106j中。

高压气体经储气罐102、高压气体供气管107a和气控柜104中的电控高压球阀104a后分成两路，一路经减压阀104b₁和高压电磁阀104c₁提供高压气体，一路经减压阀104b₂和低压电磁阀104c₂提供低压气体，这两路汇合为一路后又分为三路，分别经电磁阀104d₁和高压气体分管107c₁，电磁阀104d₂和高压气体分管107c₂，以及电磁阀104d₃和高压气体分管107c₃后送到高压气体分配管107b₁、107b₂和107b₃，各分配管又各自分为5路高压气体支管107d接至保护渣定量分配小室106j。

当电控高压球阀104a和高压电磁阀104c打开时，高压气体将保护渣定量分配小室106j中的保护渣吹送到结晶器113钢水114接近外弧的表面上，当电控高压球阀104a和低压电磁阀104c₂打开时，低压气体将定量分配小室106j中的保护渣吹送到结晶器113钢水114接近内弧的表面上。从而在钢水表面上形成均匀的保护渣覆盖层112。管道组件上设气动夹紧阀105b。当气控柜104中的电磁阀104e打开时夹紧阀105b关闭，保护渣管道组件105停止输送保护渣。控制所有上述元器件的电信号均由安放在中包车轨道立柱115上的控制器103提供。

通过以上描述，可以看出本发明连铸机结晶器加保护渣装置取得了以下效果：

控制器控制电机驱动螺旋送渣管内的螺旋体的旋转速度以及保护渣输送管和高压气体进气管上的控制阀的开启频率，按结晶器对保护渣的最佳消耗量调节加渣速度。

沿结晶器铜管口长边布置的定量分配小室的体积按所在部位钢水表面对保护渣的消耗速度调节。

加渣装置的渣斗、控制器和渣管上的控制阀安装在离结晶器盖板较远的适当部位，其他部件统称保护渣分配组件结构紧凑重量较轻安装在盖板上。

现有的自动加渣装置采用加渣管摆动式，其缺点是加渣管太长，其螺杆长达十米，在结晶器浇钢平台上占据较大面积，对浇钢平台的正常操作的影响较大。还有一种自动加渣装置是渣斗移动式，其缺点是移动装置上的渣斗较高，只能安装在连铸机内弧盖板之外，当中包车轨道在内弧离盖板较近时，加渣装置只能安装在轨道之外，而使加渣管较长，占据面积也较大而有碍生产操作，更不适合于应用中包回转台的连铸机。

而本发明的加渣装置可小型化，如高度可小于150mm、宽度可小于350mm、以及长度按结晶器断面设计的保护渣分配组件安装在结晶器盖板上靠近铜管口处，而将其他体积较大的部件安装在远离盖板不影响工艺操作的位置，适用范围广，且本发明的装置适合应用于中包回转台的连铸机。

本发明的定量分配小室沿结晶器铜管口长边布置，小室体积根据所在部位钢水表面保护渣的消耗速度调节，按需供渣。

本发明驱动螺旋加渣管中的螺旋体旋转进渣的电机转速以及输渣管和气管上的控制阀的开启频率根据结晶器对保护渣的消耗速度由控制器调节。

本发明的进气管上设减压阀调节进入定量分配小室的进气压力使吹送到钢水表面上的保护渣在结晶器断面范围内分布均匀。

本发明的保护渣分配组件重量较轻，在一实施例中，大约60公斤，其端头设轮子。在自动加渣系统工作时轮子悬空。在停止工作后需将保护渣分配组件撤离结晶器盖板时，先将渣管及气管上的快换接头拔下，再将保护渣分配组件的进渣端抬起，轮子即落地，一个人可使保护渣分配组件撤离结晶器盖板。

下面对根据本发明的连铸机结晶器加保护渣的方法进行描述。

本发明的连铸机结晶器加保护渣的方法，该方法包括以下步骤：1)沿结晶器铜管口长边排列一组喷渣口；2)在各喷渣口喷渣过程中，通过调节吹送保护渣的压缩气体的压力，使保护渣落到结晶器钢水截面范围内分布均匀。

作为压缩气体压力调节的可选实施方式，可使上述压缩气体的压力值在第一预定压力值和第二预定压力值之间可调，其中，第一预定压力值的压缩气体使保护渣落在结晶器钢水的接近内弧的表面；第二预定值压力的压缩气体使保护渣落在结晶器钢水的接近外弧的表面。进一步地，上述压缩气体还可以具有压力大小在第一、第二预定压力值之间的第三预定压力值。上述第一预定压力值、第二预定压力值、以及喷渣时间可根据具体结晶器通过实验来确定。

作为压缩气体压力调节的另一种可选实施方式，可使喷渣速度在第一预定压力值和第二预定压力值之间均匀可调。显然这样做的好处更明显。然而通常设定两～五档预定压力值则可以在结晶器钢水截面上获得分布均匀的保护渣。

其中，压缩气体的不同预定压力值可由相应的压力调节支路来实现，各压力控制支路的通断由压力调节支路上的控制阀来控制。进一步地，各压力调节支路连接至同一供气源，各压力调节支路中压缩气体的压力大小由减压阀减压实现，例如当供气源的压力为2Mpa时，各压力调节支路通过相应地减压阀减压后，可实现1.0Mpa、0.4Mpa等多个预定压力值。

作为喷渣口设置的一可选实施方式，可使一组喷渣口分成多个小组，并使压缩气体通过分配管道分配给各小组喷渣口，各分配管道上分别设有控制分配管道通断的阀门，通过控制阀门的启闭频率以交替地向各小组的喷渣口供给压缩气体。进一步地，可使各小组喷渣口的喷渣时间即压缩气体的供给时间由分配管道上的阀门的启闭时间间隔来确定。此时，通过控制各阀门的启闭时间间隔，则可以使结晶器钢水对保护渣的消耗量与喷渣量相一致。

另外，可预备不同喷渣口径的以供替换的喷渣口，使得各喷渣口的喷渣口经可调，以在单位时间内喷出的保护渣的量各不相同。

本领域技术人员可以理解，上述喷渣方法除了可由本发明优选实施例的装置来实现以外，还可以由现有技术中的具有完成该功能的部件或装置来完成，而不局限于本发明的优选实施例的装置或部件。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

附图标记说明

Claims (16)

1.一种连铸机结晶器加保护渣装置，包括：

渣斗，用于盛放保护渣；

保护渣分配器，包括输送保护渣的螺旋输送器和沿所述螺旋输送器的管壳长度方向安装的多个定量分配室，其中，各所述定量分配室具有喷渣口；

保护渣管道组件，用于连通所述渣斗和螺旋输送器；

压缩气体供给装置，用于向各所述定量分配室提供吹送保护渣的压缩气体；以及

控制器，用于控制所述螺旋输送器和压缩气体供给装置。

2.根据权利要求1所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述渣斗固定于所述连铸机的中包操作平台上，所述保护渣分配器位于所述结晶器的盖板上。

3.根据权利要求1所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述保护渣管道组件包括：相互连接的下渣管、电控加渣阀、手控加渣阀。

4.根据权利要求3所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述保护渣管道组件还包括：安装于所述下渣管上下两侧的第一快速接头和第二快速接头；

所述保护渣分配器的远离所述保护渣管道组件的另一端设有滑轮；以及

所述螺旋输送器设有支撑所述螺旋输送器及定量分配室的固定脚。

5.根据权利要求1所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述螺旋输送器包括送渣管、位于所述送渣管中的送渣螺杆、位于送渣管前端的受渣箱、位于送渣管末端的汇渣排渣箱、以及驱动所述送渣螺杆旋转的动力装置。

6.根据权利要求1所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述多个定量分配室包括至少两个容积不相等的定量分配器室。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述压缩气体供给装置包括储气罐、至少连接于所述储气罐的第一压力支路和第二压力支路、连接于所述第一压力支路和所述第一压力支路的气体分配管道。

8.根据权利要求7所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述气体分配管道包括多个压力分配管、连接于各所述压力分配管的多个压缩空气分管、以及连接于各所述压缩空气分管的多个压缩空气支管，其中各所述压力分配管上设有所述控制阀，各所述压缩空气支管通向相应的所述定量分配室。

9.根据权利要求8所述的连铸机结晶器加保护渣装置，其特征在于，

所述控制阀的开启频率和/或所述螺旋输送器的保护渣的输送速度由所述控制器控制。

10.一种连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)沿结晶器铜管口长边排列一组喷渣口；以及

2)在各所述喷渣口喷渣过程中，通过调节吹送保护渣的压缩气体的压力，使保护渣落到结晶器钢水截面范围内分布均匀。

11.根据权利要求10所述的连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，

所述压缩气体的压力值在第一预定压力值和第二预定压力值之间可调，其中，所述第一预定压力值的压缩气体使保护渣落在结晶器钢水的接近内弧的表面；所述第二预定值压力的压缩气体使保护渣落在结晶器钢水的接近外弧的表面。

12.根据权利要求11所述的连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，

所述压缩气体具有第一预定压力值、第二预定压力值、以及压力大小在第一、第二预定压力值之间的第三预定压力值。

13.根据权利要求11或12所述的连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，

所述压缩气体的不同预定压力值由相应的压力调节支路来实现，各所述压力控制支路的通断由所述压力调节支路上的控制阀来控制。

14.根据权利要求13所述的连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，

各所述压力调节支路连接至同一供气源，各所述压力调节支路中压缩气体的压力大小由减压阀减压实现。

15.根据权利要求10至12中任一项所述的连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，

使所述一组喷渣口分成多个小组，并使压缩气体通过分配管道分配给各所述小组喷渣口，各分配管道上分别设有控制所述分配管道通断的阀门，通过控制阀门的启闭频率以交替地向各小组的喷渣口供给压缩气体。

16.根据权利要求15所述的连铸机结晶器加保护渣的方法，其特征在于，

各小组喷渣口的压缩气体的供给时间由所述分配管道上的阀门的启闭间隔时间来确定。

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