CN105478705B - 一种板坯二次冷却无级调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板坯二次冷却无级调节装置，包括电机、减速机、电动缸、铰轴、喷淋管、喷嘴、导向装置、防护板、固定防护罩、伸缩防护罩等。电机作为传动驱动单元输出旋转运动，减速机传递旋转运动并将转矩放大，电动缸接收旋转运动将其转化为直线运动，电动缸与喷淋管通过铰轴连接，多个喷嘴安装在喷淋管上；喷淋管和喷嘴在电机、减速机、电动缸驱动下，沿电动缸输出直线运动方向移动，喷淋管两侧位置设置导向装置，导向装置导向方向与电动缸输出直线运动方向相一致。该装置具有设备结构简单、密封防护性能优、稳定性好、可靠性高、实用性强、可操作性优等特点，系统性解决了板坯因宽度变化而出现的局部过冷或局部过热问题，具有广泛的市场应用前景。

Description

一种板坯二次冷却无级调节装置

技术领域

本发明属于冶金连铸技术领域，涉及一种板坯二次冷却无级调节装置。

背景技术

在冶金领域中，板坯连铸机在扇形段区域对形成坯壳的固液两相铸坯进行二次喷淋冷却，使铸坯内部液态钢水持续收缩凝固形成固态板坯，二次喷淋冷却的效果不佳会提高缩孔、缩松、裂纹等多种铸坯质量问题发生概率，导致已有裂纹在二次冷却区进一步扩散，二次喷淋冷却的结构特征和布置方式是铸坯质量性能的重要影响因素。

目前，国内绝大部分板坯连铸机采用静态二次冷却方式，喷嘴位置固定无法移动，对于生产不同宽度铸坯时必然存在局部过冷或过热问题，只有极少连铸机实现了二次冷却喷嘴无级调节，主要是日本JSP在宝钢宽厚板连铸机应用的二冷喷淋宽度调节装置和SVAI在首秦特厚板连铸机中应用的3D二冷喷淋技术，喷嘴均能根据生产铸坯宽度的不同进行位置调节。

日本JSP的二冷喷淋宽度调节装置如图1所示，喷嘴、喷淋管、螺杆和导向装置等均布置在扇形段中部位置，喷淋管在导向装置上滑动以适应不同宽度铸坯的生产，该装置虽然从原理上能够实现二冷喷淋宽度调节，但具体实施时存在诸多问题：1、整个装置布置在中部位置，受氧化铁皮、喷淋水等作用严重影响装备铸命和稳定性；2、整个装置未设置任何保护措施，全部暴露在极为恶劣的工况环境下；3、机构设计采用多个螺杆传递力矩，结构复杂、运动副多，非常不利于在高温、水气、氧化铁皮等恶劣环境下工作。该技术在宝钢宽厚板连铸机使用一段时间后，因装备故障多、维护工作量太大，已经暂停使用。

SVAI的3D二冷喷淋技术如图2所示，采用液压缸或气缸直接驱动喷淋管和喷嘴运动，以适用于不同宽度铸坯的生产，装备整体安装布置在扇形段框架两侧，尽量远离热源位置减少热辐射，在一定程度上减少中部氧化铁皮、喷淋水等对装置本体的影响，优化设备工作环境，提高设备的稳定性和可靠性。但该装置仍然存在着如下问题：1、采用液压缸或气缸作为动力源，如对现有连铸机进行改造时，需增加阀台、扇形段机上配管、中间配管等改造，液压管路改造完后的冲洗，甚至于液压站的扩容等，改造工作量大、周期长、投资高、经济性差；2、该技术对于装置防护问题仅考虑从布置上远离铸机中心，未全面性系统性的考虑综合解决方案。该技术对于新建连铸机而言，应用时问题不明显，但对于连铸机改造，存在着较大的问题，而目前对于板坯二次冷却其重点应用对象是广阔的连铸机改造市场。

综上所述，现有的板坯连铸机二次冷却宽度调节装置技术仍然不够成熟，应用时问题较多，设备稳定性和可靠性较差，尤其是在连铸机改造市场，存在改造工作量大、周期长、投资高、经济性差等多问题，不利于技术的推广和应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种板坯二次冷却无级调节装置，该装置具有设备结构简单、密封防护性能优、稳定性好、可靠性高、实用性强、可操作性优、改造工作量小、经济性好、绿色环保等特点，能够系统性解决板坯因宽度变化而出现的局部过冷或局部过热问题，尤其适用于板坯连铸机二次冷却系统的改造。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种板坯二次冷却无级调节装置，所述板坯二次冷却无级调节装置布置在扇形段两侧远离铸机中心位置，该调节装置包括电机1、减速机2、电动缸3、铰轴4、喷淋管5、喷嘴6和导向装置7；

每套无级调节装置通过电机1独立驱动；所述电机1作为传动驱动单元输出旋转运动，减速机2传递旋转运动并将转矩放大，电动缸3接收旋转运动将其转化为直线运动；电机1与减速机2连接，减速机2与电动缸3连接，电动缸3与喷淋管5通过铰轴4连接，多个喷嘴6安装在喷淋管5上；

所述喷淋管5和喷嘴6在电机1、减速机2、电动缸3驱动下，沿电动缸3输出直线运动方向移动，喷淋管5两侧位置设置导向装置7，导向装置7导向方向与电动缸3输出直线运动方向相一致；所述电动缸3输出直线运动方向与竖直喷嘴的夹角取值范围为30°～60°或120°～150°,电动缸3输出直线运动方向与竖直喷嘴的夹角可以是锐角或钝角。

进一步，该装置还包括防护板8、固定防护罩9和伸缩防护罩10；

所述电机1、减速机2、电动缸3、导向装置7上方设置防护板8，四周设置固定防护罩9和伸缩防护罩10，对于电机1、减速机2、电动缸3、铰轴4、导向装置7形成全方位密封腔体，实现所有运动副的密封防护。

进一步，所述防护板8、固定防护罩9、伸缩防护罩10形成的密封腔体还设置有压缩空气或氮气冷却设备，并使腔体内部形成正压，阻止粉尘、水气进入密封腔体；所述减速机2、电动缸3、电机1和减速机2的连接、减速机2和电动缸3的连接均采用高防护等级设计，以适应高温、强粉尘、强水蒸气等工况条件；所述电机1的连接采用高性能插头和电缆，满足在温度-50～300℃、强粉尘、强水蒸气等环境下可靠工作。

进一步，所述喷嘴6为直线形或Z形，Z形喷嘴上部和下部弯曲位置可单独或同时设置局部加强筋或局部加强板，加强筋可以采用圆形、管形、板形，可以布置为单排、双排或多排，增加喷嘴自身的强度和稳定性。所述无级调节装置可以适用于2排、3排或多排喷嘴布置，采用2排喷嘴布置时，两侧喷嘴均采用无级调节装置，采用3排及以上喷嘴布置时，两侧喷嘴采用无级调节装置，中部喷嘴固定位置不动。

本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的一种板坯二次冷却无级调节装置，解决二冷静态冷却因板坯宽度变化必然存在的局部过冷或局部过热问题，提供了一种设备结构简单、密封防护性能优、稳定性好、可靠性高、实用性强、可操作性优、改造工作量小、经济性好、绿色环保的无级调节装置，适用于板坯连铸机二次冷却系统的改造，具有广泛的市场应用前景。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为背景技术中JSP的二冷喷淋宽度调节装置示意图；

图2为背景技术中SVAI的3D二冷喷淋技术示意图；

图3为本发明板坯二次冷却无级调节装置安装示意图；

图4为本发明板坯二次冷却无级调节装置立面示意图；

图5为本发明板坯二次冷却无级调节装置平面示意图(去除保护罩)；

图6为本发明板坯二次冷却无级调节装置夹角为钝角时示意图；

图7为本发明Z形喷嘴加强板示意图；

图8为本发明Z形喷嘴单排加强筋示意图；

图9为本发明板坯二次冷却无级调节装置三排喷嘴安装示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

在本实施例中，如图3、图4、图5、图6所示，一种板坯二次冷却无级调节装置，包括电机1、减速机2、电动缸3、铰轴4、喷淋管5、喷嘴6、导向装置7、防护板8、固定防护罩9、伸缩防护罩10等。

板坯二次冷却无级调节装置布置在扇形段两侧远离铸机中心位置，每套无级调节装置通过电机1独立驱动；电机1作为传动驱动单元输出旋转运动，减速机2传递旋转运动并将转矩放大，电动缸3接收旋转运动将其转化为直线运动，电机1与减速机2连接，减速机2与电动缸3连接，电动缸3与喷淋管5通过铰轴4连接，多个喷嘴6安装在喷淋管5上。喷淋管5和喷嘴6在电机1、减速机2、电动缸3驱动下，沿电动缸3输出直线运动方向移动，喷淋管3两侧位置设置导向装置7，导向装置7导向方向与电动缸3输出直线运动方向相一致。电动缸3输出直线运动方向与竖直喷嘴的夹角取值范围可以是30°～60°和120°～150°,电动缸3输出直线运动方向与竖直喷嘴的夹角可以是锐角或钝角。

电机1、减速机2、电动缸3、导向装置7上方设置防护板8，四周设置固定防护罩9和伸缩防护罩10，对于电机1、减速机2、电动缸3、铰轴4、导向装置7形成全方位密封腔体，实现所有运动副的密封防护。

防护板8、固定防护罩9、伸缩防护罩10形成的密封腔体可设置或不设置压缩空气或氮气冷却设备，并使腔体内部形成正压，阻止粉尘、水气进入密封腔体。

减速机2、电动缸3、电机1和减速机2的连接、减速机2和电动缸3的连接均采用高防护等级设计，以适应高温、强粉尘、强水蒸气等工况条件。

电机1的连接采用高性能插头和电缆，满足在温度-50～300℃、强粉尘、强水蒸气等环境下可靠工作。

如图7、图8所示，喷嘴6可以是直线形或Z形，Z形喷嘴上部和下部弯曲位置可单独或同时设置局部加强筋或局部加强板，加强筋可以采用圆形、管形、板形，可以布置为单排、双排或多排，增加喷嘴自身的强度和稳定性。

无级调节装置可以适用于2排、3排或多排喷嘴布置，采用2排喷嘴布置时，两侧喷嘴均采用无级调节装置，采用3排及以上喷嘴布置时，两侧喷嘴采用无级调节装置，中部喷嘴固定位置不动。如图9所示，为本发明板坯二次冷却无级调节装置三排喷嘴安装示意图。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (1)

1.一种板坯二次冷却无级调节装置，其特征在于：所述板坯二次冷却无级调节装置布置在扇形段两侧远离铸机中心位置，该调节装置包括电机(1)、减速机(2)、电动缸(3)、铰轴(4)、喷淋管(5)、喷嘴(6)和导向装置(7)；

每套无级调节装置通过电机(1)独立驱动；所述电机(1)作为传动驱动单元输出旋转运动，减速机(2)传递旋转运动并将转矩放大，电动缸(3)接收旋转运动将其转化为直线运动；电机(1)与减速机(2)连接，减速机(2)与电动缸(3)连接，电动缸(3)与喷淋管(5)通过铰轴(4)连接，多个喷嘴(6)安装在喷淋管(5)上；所述喷淋管(5)和喷嘴(6)在电机(1)、减速机(2)、电动缸(3)驱动下，沿电动缸(3)输出直线运动方向移动，电动缸(3)两侧位置设置导向装置(7)，导向装置(7)导向方向与电动缸(3)输出直线运动方向相一致；所述电动缸(3)输出直线运动方向与竖直喷嘴的夹角取值范围为30°～60°或120°～150°，所述喷嘴(6)为直线形或Z形，Z形喷嘴上部和下部弯曲位置可单独或同时设置局部加强筋或局部加强板，加强筋可以采用圆形、管形、板形，可以布置为单排、双排或多排，增加喷嘴自身的强度和稳定性；

该装置还包括防护板(8)、固定防护罩(9)和伸缩防护罩(10)；所述电机(1)、减速机(2)、电动缸(3)、导向装置(7)上方设置防护板(8)，四周设置固定防护罩(9)和伸缩防护罩(10)，对于电机(1)、减速机(2)、电动缸(3)、铰轴(4)、导向装置(7)形成全方位密封腔体，实现所有运动副的密封防护；

所述防护板(8)、固定防护罩(9)、伸缩防护罩(10)形成的密封腔体还设置有压缩空气或氮气冷却设备，并使腔体内部形成正压，阻止粉尘、水气进入密封腔体。