CN104148600A - 一种板坯凝固系统及凝固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板坯凝固系统及凝固方法，属于冶金技术领域。该系统在现有的板坯凝固系统的基础上增加了换热器，它设置于闭式冷却塔和循环泵组之间，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，换热器用于对除盐水进行加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃。该方法基于现有的板坯凝固系统而实现，还包括对进入循环泵组的除盐水加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃的步骤。该系统和方法当除盐水用于结晶器浇钢时的温度总是维持在30～32℃，能够避免当连铸机停浇一段时间再次恢复浇铸时，浇铸出来的前两块钢坯出现纵裂。还能避免闭式冷却塔铜管冻裂并减少水资源浪费。

Description

一种板坯凝固系统及凝固方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种板坯凝固系统及凝固方法。

背景技术

钢铁生产过程中，钢液在连铸机中的凝固过程是一种热量释放和传递过程，即把液体钢液转化为固体钢的过程，主要是通过一次冷却(结晶器冷却)，二次冷却及三次冷却来完成热量的释放。在一次冷却区，钢水在水冷却结晶器中形成厚度足够及均匀的坯壳，已保证铸坯出结晶器部拉漏。因此，保证结晶器有足够的冷却能力十分重要，对初期坯壳的形成具有决定性的影响。

目前，钢铁企业炼钢生产过程中结晶器冷却大多采用水质较好的除盐水作为冷却介质，高温除盐水通过密闭式冷却塔进行降温后重复利用，参见附图1，现有技术中的板坯凝固系统包括循环泵组、结晶器和闭式冷却塔，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔和循环泵组组成循环的板坯凝固系统。北方钢铁企业冬季生产时，当连铸机停浇一段时间再次恢复浇铸时，浇铸出来的前两块钢坯出现纵裂现象，纵裂率达到10％左右。

通过对循环水系统运行参数及炼钢浇钢过程中生产数据进行分析，结合结晶器成坯的原理，浇钢的初始阶段，合理的冷却水强度有利于增加坯壳的厚度，较少裂纹，但冷却水温度过低，会使坯壳和结晶器热面气隙过早的形成，使传热下降，坯壳变薄，裂纹易形成。北方冬季气温较低，结晶器系统供水温度在结晶器停止浇钢后通过闭式冷却塔的持续冷却会很快降低到18～22℃，而结晶器浇钢时的水温要求不低于25℃(30～32℃为宜)，因此在结晶器恢复浇钢后，系统供水温度低，进而导致铸坯出现纵裂现象。

由此可见，连铸生产中温度的控制，特别是在停浇，开浇的过程中水温对板坯质量的影响非常显著。目前只能通过对冷却塔的投、退等频繁的人工操作来解决，而且冬季闭式冷却塔停用期间如果泄水不及时、不彻底会导致铜管冻裂，如果频繁的泄水则更加增大操作量，且泄水时间长，对连铸的高效生产带影响，而且浪费水资源。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种在冬季生产时能够避免当连铸机停浇一段时间再次恢复浇铸时，浇铸出来的前两块钢坯出现纵裂的板坯凝固系统及板坯凝固方法。

本发明提供的板坯凝固系统，包括循环泵组、结晶器和闭式冷却塔，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，还包括换热器，所述换热器设置于所述闭式冷却塔和所述循环泵组之间，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，所述换热器用于对所述除盐水进行加热，使所述除盐水到达所述循环泵组时的温度总是维持在30～35℃。

作为优选，所述换热器的热源为蒸汽。

作为优选，所述换热器包括除盐水管路、进水阀、出水阀，热源、热源进阀和热源出阀，

所述进水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述闭式冷却塔和所述换热器之间，所述出水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述换热器和所述循环泵组之间，

所述热源通过所述热源进阀和热源出阀向所述除盐水管路提供热能。

作为优选，所述板坯凝固系统还包括温度传感器，所述温度传感器用于指示所述循环泵组内除盐水的温度。

作为优选，所述板坯凝固系统还包括控制终端、第一远程接口、第二远程接口和第三远程接口，所述热源进阀和热源出阀是电动阀门，所述第一远程接口设置于所述温度传感器上，所述第二远程接口设置于所述热源进阀上，所述第三远程接口设置于热源出阀上，所述温度传感器通过所述第一远程接口将所述循环泵组内除盐水的温度数据传输至所述控制终端，

当所述温度数据＜30℃时，通过所述控制终端调大所述热源进阀和热源出阀的开度，所述热源进阀通过所述第二远程接口接收所述热源进阀的开度信号，完成调大动作，所述热源出阀通过所述第三远程接口接收所述热源出阀的开度信号，完成调大动作；

当所述温度数据＞35℃时，通过所述控制终端调小所述热源进阀和热源出阀的开度，所述热源进阀通过所述第二远程接口接收所述热源进阀的开度信号，完成调小动作，所述热源出阀通过所述第三远程接口接收所述热源出阀的开度信号，完成调小动作。

作为优选，所述控制终端内包括控制单元，所述控制单元包括判断模块和控制模块，所述判断模块用于判断所述温度数据并将判断结果发送给所述控制模块，

当所述温度数据＜30℃时，所述控制模块通过所述第二远程接口向所述热源进阀发送调节信号，完成调大动作，所述控制模块通过所述第三远程接口向所述热源出阀发送调节信号，完成调大动作；

当所述温度数据＞35℃时，所述控制模块通过所述第二远程接口向所述热源进阀发送调节信号，完成调小动作，所述控制模块通过所述第三远程接口向所述热源出阀发送调节信号，完成调小动作。

本发明提供的板坯凝固方法，基于板坯凝固系统而实现，所述板坯凝固系统包括循环泵组、结晶器和闭式冷却塔，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，所述方法还包括对进入所述循环泵组的除盐水加热，使所述除盐水到达所述循环泵组时的温度总是维持在30～35℃的步骤。

作为优选，用于对进入所述循环泵组的除盐水加热的装置为换热器，所述换热器设置于所述闭式冷却塔和所述循环泵组之间，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统。

作为优选，所述换热器的热源为蒸汽。

作为优选，所述换热器包括除盐水管路、进水阀、出水阀，热源、热源进阀和热源出阀，

所述进水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述闭式冷却塔和所述换热器之间，所述出水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述换热器和所述循环泵组之间，

所述热源通过所述热源进阀和热源出阀向所述除盐水管路提供热能。

本发明提供的板坯凝固系统在现有的板坯凝固系统的基础上增加了换热器，换热器设置于闭式冷却塔和循环泵组之间，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，换热器用于对除盐水进行加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃，所以，当除盐水进一步用于结晶器浇钢时的温度总是维持在30～32℃，能够避免当连铸机停浇一段时间再次恢复浇铸时，浇铸出来的前两块钢坯出现纵裂。并且，本发明提供的板坯凝固系统不是通过对冷却塔的投、退等频繁的人工操作来解决，不会导致冬季闭式冷却塔停用期间如果泄水不及时、不彻底进而避免铜管冻裂，也不会由于频繁的泄水则更加增大操作量，且泄水时间长，对连铸的高效生产带影响，而且浪费水资源。

本发明提供的板坯凝固方法对进入循环泵组的除盐水加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃，，所以，当除盐水进一步用于结晶器浇钢时的温度总是维持在30～32℃，能够避免当连铸机停浇一段时间再次恢复浇铸时，浇铸出来的前两块钢坯出现纵裂。并且，本发明提供的板坯凝固系统不是通过对冷却塔的投、退等频繁的人工操作来解决，不会导致冬季闭式冷却塔停用期间如果泄水不及时、不彻底进而避免铜管冻裂，也不会由于频繁的泄水则更加增大操作量，且泄水时间长，对连铸的高效生产带影响，而且浪费水资源。

附图说明

图1为现有技术中板坯凝固系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的板坯凝固系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的板坯凝固系统中换热器的内部结构示意图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

参见附图2，本发明提供的板坯凝固系统，包括循环泵组、结晶器和闭式冷却塔，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，还包括换热器，换热器设置于闭式冷却塔和循环泵组之间，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，换热器用于对除盐水进行加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃。

本发明提供的板坯凝固系统在现有的板坯凝固系统的基础上增加了换热器，换热器设置于闭式冷却塔和循环泵组之间，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，换热器用于对除盐水进行加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃，所以，当除盐水进一步用于结晶器浇钢时的温度总是维持在30～32℃，能够避免当连铸机停浇一段时间再次恢复浇铸时，浇铸出来的前两块钢坯出现纵裂。并且，本发明提供的板坯凝固系统不是通过对冷却塔的投、退等频繁的人工操作来解决，不会导致冬季闭式冷却塔停用期间如果泄水不及时、不彻底进而避免铜管冻裂，也不会由于频繁的泄水则更加增大操作量，且泄水时间长，对连铸的高效生产带影响，而且浪费水资源。

其中，作为换热器热源的一种具体的实现方式，换热器的热源为蒸汽，使用蒸汽作为热源成本低且易于取得。

其中，作为换热器的一种具体的实现方式，参见附图3，换热器包括除盐水管路1、进水阀2、出水阀3，热源4、热源进阀5和热源出阀6，进水阀2设置于除盐水管路1上且置于闭式冷却塔和换热器之间，出水阀3设置于除盐水管路1上且置于换热器和循环泵组之间，热源4通过热源进阀5和热源出阀6向除盐水管路1提供热能。夏季时，进水阀2和出水阀3全开，热源进阀5和热源出阀6全关，热源4处于退出状态，热源4停止向除盐水管路1提供热能。冬季时，启动热源4、热源进阀5和热源出阀6，热源4向除盐水管路1提供热能。选择这种换热器，是因为这种换热器能够与现有的板坯凝固系统相适应，不会产生过多的改造成本。

其中，板坯凝固系统还包括温度传感器，温度传感器用于指示循环泵组内除盐水的温度。在这种情况下，借助温度传感器，可以更加准确地指示循环泵组内的除盐水温度，进而更有利于控制循环泵组内的除盐水温度。

其中，板坯凝固系统还可以包括控制终端、第一远程接口、第二远程接口和第三远程接口，热源进阀和热源出阀是电动阀门，第一远程接口设置于温度传感器上，第二远程接口设置于热源进阀上，第三远程接口设置于热源出阀上，温度传感器通过第一远程接口将循环泵组内除盐水的温度数据传输至控制终端，当温度数据＜30℃时，通过控制终端调大热源进阀和热源出阀的开度，热源进阀通过第二远程接口接收热源进阀的开度信号，完成调大动作，热源出阀通过第三远程接口接收热源出阀的开度信号，完成调大动作；当温度数据＞35℃时，通过控制终端调小热源进阀和热源出阀的开度，热源进阀通过第二远程接口接收热源进阀的开度信号，完成调小动作，热源出阀通过第三远程接口接收热源出阀的开度信号，完成调小动作。这样，操作人员无需到现场手动调节热源进阀和热源出阀，而是通过控制终端，即可得知循环泵组内除盐水的温度，进而通过远程即可调节热源进阀和热源出阀的开度。

其中，控制终端内包括控制单元，控制单元包括判断模块和控制模块，判断模块用于判断温度数据并将判断结果发送给控制模块，当温度数据＜30℃时，控制模块通过第二远程接口向热源进阀发送调节信号，完成调大动作，控制模块通过第三远程接口向热源出阀发送调节信号，完成调大动作；当温度数据＞35℃时，控制模块通过第二远程接口向热源进阀发送调节信号，完成调小动作，控制模块通过第三远程接口向热源出阀发送调节信号，完成调小动作。在此情况下，判断模块自动对温度数据进行判断并根据判断结果自动控制热源进阀和热源出阀的开度，实现了全自动控制。

本发明提供的板坯凝固方法，基于板坯凝固系统而实现，板坯凝固系统包括循环泵组、结晶器和闭式冷却塔，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，方法还包括对进入循环泵组的除盐水加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃的步骤。

本发明提供的板坯凝固方法对进入循环泵组的除盐水加热，使除盐水到达循环泵组时的温度总是维持在30～35℃，，所以，当除盐水进一步用于结晶器浇钢时的温度总是维持在30～32℃，能够避免当连铸机停浇一段时间再次恢复浇铸时，浇铸出来的前两块钢坯出现纵裂。并且，本发明提供的板坯凝固系统不是通过对冷却塔的投、退等频繁的人工操作来解决，不会导致冬季闭式冷却塔停用期间如果泄水不及时、不彻底进而避免铜管冻裂，也不会由于频繁的泄水则更加增大操作量，且泄水时间长，对连铸的高效生产带影响，而且浪费水资源。

其中，用于对进入循环泵组的除盐水加热的装置为换热器，换热器设置于闭式冷却塔和循环泵组之间，除盐水依次经过循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统。换热器结构简单、成本低且能够与现有的板坯凝固系统相适应，不会发生无法直接适用的问题。

其中，作为换热器热源的一种具体的实现方式，换热器的热源为蒸汽，使用蒸汽作为热源成本低且易于取得。

参见附图3，换热器包括除盐水管路1、进水阀2、出水阀3，热源4、热源进阀5和热源出阀6，进水阀2设置于除盐水管路1上且置于闭式冷却塔和换热器之间，出水阀3设置于除盐水管路1上且置于换热器和循环泵组之间，热源4通过热源进阀5和热源出阀6向除盐水管路1提供热能。夏季时，进水阀2和出水阀3全开，热源进阀5和热源出阀6全关，热源4处于退出状态，热源4停止向除盐水管路1提供热能。冬季时，启动热源4、热源进阀5和热源出阀6，热源4向除盐水管路1提供热能。选择这种换热器，是因为这种换热器能够与现有的板坯凝固系统相适应，不会产生过多的改造成本。

应用本发明实施例提供的板坯凝固系统和凝固方法时，结晶器温度控制在30～35℃，满足板坯生产的要求，经过板坯结晶器后温度到达40～48℃，回水经过闭式冷却塔降温后变为30～38℃，闭式冷却塔采用密闭式结构，主体结构为密闭的铜管，经过板坯结晶器的高温水走铜管内部，外部通过喷淋工业水对铜管内部的水进行降温。换热器的出水重新回到循环泵组经加压后循环使用。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种板坯凝固系统，包括循环泵组、结晶器和闭式冷却塔，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，其特征在于，还包括换热器，所述换热器设置于所述闭式冷却塔和所述循环泵组之间，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，所述换热器用于对所述除盐水进行加热，使所述除盐水到达所述循环泵组时的温度总是维持在30～35℃。

2.根据权利要求1所述的凝固系统，其特征在于，所述换热器的热源为蒸汽。

3.根据权利要求1所述的凝固系统，其特征在于，所述换热器包括除盐水管路、进水阀、出水阀，热源、热源进阀和热源出阀，

所述进水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述闭式冷却塔和所述换热器之间，所述出水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述换热器和所述循环泵组之间，

所述热源通过所述热源进阀和热源出阀向所述除盐水管路提供热能。

4.根据权利要求1所述的凝固系统，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器用于指示所述循环泵组内除盐水的温度。

5.根据权利要求4所述的凝固系统，其特征在于，还包括控制终端、第一远程接口、第二远程接口和第三远程接口，所述热源进阀和热源出阀是电动阀门，所述第一远程接口设置于所述温度传感器上，所述第二远程接口设置于所述热源进阀上，所述第三远程接口设置于热源出阀上，所述温度传感器通过所述第一远程接口将所述循环泵组内除盐水的温度数据传输至所述控制终端，

当所述温度数据＜30℃时，通过所述控制终端调大所述热源进阀和热源出阀的开度，所述热源进阀通过所述第二远程接口接收所述热源进阀的开度信号，完成调大动作，所述热源出阀通过所述第三远程接口接收所述热源出阀的开度信号，完成调大动作；

当所述温度数据＞35℃时，通过所述控制终端调小所述热源进阀和热源出阀的开度，所述热源进阀通过所述第二远程接口接收所述热源进阀的开度信号，完成调小动作，所述热源出阀通过所述第三远程接口接收所述热源出阀的开度信号，完成调小动作。

6.根据权利要求5所述的凝固系统，其特征在于，所述控制终端内包括控制单元，所述控制单元包括判断模块和控制模块，所述判断模块用于判断所述温度数据并将判断结果发送给所述控制模块，

当所述温度数据＜30℃时，所述控制模块通过所述第二远程接口向所述热源进阀发送调节信号，完成调大动作，所述控制模块通过所述第三远程接口向所述热源出阀发送调节信号，完成调大动作；

当所述温度数据＞35℃时，所述控制模块通过所述第二远程接口向所述热源进阀发送调节信号，完成调小动作，所述控制模块通过所述第三远程接口向所述热源出阀发送调节信号，完成调小动作。

7.一种板坯凝固方法，基于板坯凝固系统而实现，所述板坯凝固系统包括循环泵组、结晶器和闭式冷却塔，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔和循环泵组组成循环的板坯凝固系统，其特征在于，所述方法还包括对进入所述循环泵组的除盐水加热，使所述除盐水到达所述循环泵组时的温度总是维持在30～35℃的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，用于对进入所述循环泵组的除盐水加热的装置为换热器，所述换热器设置于所述闭式冷却塔和所述循环泵组之间，除盐水依次经过所述循环泵组、结晶器、闭式冷却塔、换热器和循环泵组组成循环的板坯凝固系统。

9.根据权利要求8所述的凝固系统，其特征在于，所述换热器的热源为蒸汽。

10.根据权利要求8所述的凝固系统，其特征在于，所述换热器包括除盐水管路、进水阀、出水阀，热源、热源进阀和热源出阀，

所述进水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述闭式冷却塔和所述换热器之间，所述出水阀设置于所述除盐水管路上且置于所述换热器和所述循环泵组之间，

所述热源通过所述热源进阀和热源出阀向所述除盐水管路提供热能。