CN106541100B - H型坯连铸机内弧驱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种H型坯连铸机内弧驱水装置，包括供气结构和与供气结构相连的至少两排喷嘴，喷嘴朝向H型坯内弧侧，相邻两排喷嘴的吹扫范围覆盖H型坯内弧面宽度方向；同一排喷嘴沿铸坯宽度方向设置，相邻两排喷嘴沿H型坯长度方向布置；同一排喷嘴的喷射方向相同，相邻两排喷嘴的喷射方向关于H型坯长度方向对称；相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应或错开；供气结构包括进气管、气腔和分级管，进气管与气腔连通，所述分级管一端与气腔连通，分级管的另一端安装所述喷嘴。本发明的目的在于提供一种H型坯连铸机内弧驱水装置，使得去水设备结构简洁、紧凑，且安装、使用、维护、调整方便，成本低、通用性高，且具有较高的积水去除效率。

Description

H型坯连铸机内弧驱水装置

技术领域

本发明属于冶金连铸机技术领域，特别是涉及一种H型坯连铸机内弧驱水装置。

背景技术

在冶金连铸领域中，采用H型连铸坯直接轧制生产H型钢，轧制次数少、工艺流程简单、金属收得率高，具有较高的经济性。H型坯在连续铸造凝固收缩过程中，横截面上二次冷却水从内弧、外弧、左侧和右侧四个方面进行喷淋冷却，因H型坯外形结构形状的原因，在上部内弧侧凹槽位置会形成大量积水，积水会直接影响铸坯传热均匀性和冷却效果，进而易导致裂纹、缺陷等铸坯质量问题的产生。因此H型坯内弧侧积水需要去除，以获得较好的冷却均匀性和产品质量。

目前，H型坯内弧驱水常用的装置如图11和图12所示，包括喷气环1、进气孔2、收集斗3、排水孔4、摆动支撑架5、旋转轴6、固定支撑架7、钢丝绳8、滑轮9和气缸10等组成。压缩空气从进气孔2引入到喷气环1吹气口，在H型坯内弧侧形成气刀阻止凹槽积水继续下流，积水进入收集斗3经排水孔4排出。喷气环1、进气孔2、收集斗3、排水孔4均固定在摆动支撑架5上，在气缸10通过钢丝绳8、滑轮9驱动作用下，可绕旋转轴6旋转摆动，从而调整喷气环1吹气口到H型坯内弧侧距离a，正常浇注时a一般取值10～15mm。

该装置喷气环与H型坯距离非常近，处于充满水蒸水的环境中，受高温长时间持续辐射作用，而喷气环吹气口为长条曲线型薄钢板，易发生腐蚀和变形，从而直接影响H型坯内弧侧凹槽积水的去除效果，该装置积水去除效率不高。

在正常浇注前送引锭杆时，引锭杆会在横向上偏斜，而喷气环紧贴着H型坯内弧侧，因此要求此时喷气环、收集斗等需在提升到一定高度，避免发生干涉、碰撞现象，需设置传动单元、摆动架等装置，设备结构复杂、生产和维护成本高。

该装置在空间浇注方向上采用单点驱水，且积水去除效率不高，未去除积水影响铸坯冷却的均匀性，对铸坯质量和切割效果将产生消极作用和不良影响。

综上所述，该装置存在设备结构复杂、生产和维护成本高、检修维护工作量大等问题，特别在高温高湿环境下易变形和腐蚀，且只采用单点驱水方式，装置去除内弧侧凹槽积水效率较低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种H型坯连铸机内弧驱水装置，使得去水设备结构简洁、紧凑，且安装、使用、维护、调整方便，成本低、通用性高，且具有较高的积水去除效率。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种H型坯连铸机内弧驱水装置。包括供气结构和与供气结构相连的至少两排喷嘴，所述喷嘴朝向H型坯内弧侧，相邻两排喷嘴的吹扫范围覆盖H型坯内弧面宽度方向。

进一步地，所述同一排喷嘴沿铸坯宽度方向设置，相邻两排喷嘴沿H型坯长度方向布置。

进一步地，所述同一排喷嘴的喷射方向相同，相邻两排喷嘴的喷射方向关于H型坯长度方向对称。

进一步地，所述相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应或错开。

进一步地，所述供气结构包括进气管、气腔和分级管，所述进气管与气腔连通，所述分级管一端与气腔连通，分级管的另一端安装所述喷嘴。

进一步地，所述供气结构为一个或多个，同一所述供气结构上安装有一排或多排喷嘴。

进一步地，同一所述供气结构上安装有至少两排喷嘴，每排喷嘴的数量相同；且相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应。

进一步地，所述同一排喷嘴的喷射方向与铸坯宽度方向夹角的大小为γ，γ的取值范围为0～60°。

进一步地，所述喷嘴的射流角α的取值范围分别为5°～60°。

进一步地，所述喷嘴的扩散角β取值范围分别为30°～150°。

如上所述，本发明具有以下有益效果：

1、替代了现有去水装置，且与现有的去水装置结构完全不同。

2、与现有装置采用单点去水不同，本申请采用递进式、多级接力连续去除H型坯内弧侧凹槽中积水，去水效率高、效果好。

3、采用简单的供气结构和喷嘴，整个装置与H型坯距离较远，送引锭过程不会与引锭杆干涉，无需抬起升降动作。

4、结构非常简洁，安装检修维护便捷、生产和运营成本低。

5、喷嘴和气腔可采用组合式、分体式或其组合，适用于不同的安装场合，柔性好、通用性强。

附图说明

图1为本发明一种H型坯连铸机内弧驱水装置的结构示意图；

图2至图10为本发明图1的喷嘴不同布置方式时在H型坯上的投影示意图；

图11为本发明中现有去水装置的结构示意图；

图12为图11的A-A向视图。

零件标号说明

1 喷气环

2 进气孔

3 收集斗

4 排水孔

5 支撑架

6 旋转轴

7 固定支撑架

8 钢丝绳

9 滑轮

10 气缸

11 喷嘴

11-1 第一排第一个喷嘴

11-2 第一排第二个喷嘴

11-3 第二排第一个喷嘴

11-4 第二排第二个喷嘴

11-5 第三排第一个喷嘴

11-6 第三排第二个喷嘴

12 分级管

13 气腔

14 进气管

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图12。为了能够详细地描述本发明，接下来对本发明作具体说明：如图3所示，包括供气结构、喷嘴11。供气结构包括气腔13，气腔13是一个中空的长方体，平行于H型坯设置。该气腔13上侧连通有进气管14，气腔13下侧连通有分级管12，分级管12的下端固定连接有朝向H型坯内弧侧的喷嘴11。以H型坯内弧侧面作为水平面，那么分级管12是竖直的设置在气腔13的下侧，对应的，喷嘴11也是竖直的。通过喷嘴11后端的螺纹段将其安装在分级管12下端，使喷嘴11的轴线与分级管12的轴线重合。那么为了方便描述，将该轴线向下延伸与H型坯内弧面的交点称为该喷嘴11的投影中心。

喷嘴11的射流角α的取值范围分别为5°～60°，喷嘴11的扩散角β取值范围分别为30°～150°。只需在市场上采购满足射流角α、扩散角β规格的喷嘴11即可。

工作时，带压气体，例如压缩空气由进气管14进入气腔13，再由气腔13进入分级管12，经分级管12最后由喷嘴11喷出，对H型坯内弧侧凹槽中积水进行吹扫。

由上述可知，供气结构的主要作用是将气流引导进入喷嘴11。而气腔13的作用首先是便于连接多个喷嘴11；其次是对气流进行调压，气流先进入气腔13，再进入喷嘴11，可以使进入每个喷嘴11的气流的气压稳定一致，保证每个喷嘴11的去水效果。

那么就整体供气结构来说，如果只有一个喷嘴，那么供气结构可以只保留进气管即可，即将喷嘴直接安装在进气管弯头的下端。那么需要几个喷嘴则准备几个进气管。

就气腔来说，除了长方体，还可以是其他的形状，例如圆柱状、三角柱状等。只要便于安装以及与进气管、分级管连接即可。

对于分级管来说，其主要是方便连接喷嘴，如果没有，将喷嘴直接安装在气腔上也可以。

由上述可知，供气结构主要作用是安装喷嘴，引导气流。本领域技术人员可以根据实际情况，灵活设置供气结构。所以相邻两排是指任意相邻两排，即可以是同一个供气结构上的两排，也可以是不同供气结构上的两排。

为了说明气腔上每排喷嘴的方向，如图2所示，这里假设只有1个供气结构，而供气结构上设有4个喷嘴。将横向的两个喷嘴，即喷嘴11-1，喷嘴11-2作为第一排，同理，喷嘴11-3，喷嘴11-4就是第二排，那么，可以明确本申请中所称的一排是指与铸流方向垂直的铸坯宽度方向。同样可知，相邻两排喷嘴之间是沿H型坯长度方向设置。

为了使相邻两排喷嘴11的吹扫范围覆盖H型坯内弧面宽度方向。将喷嘴11扩散角β的角平分线作为喷嘴11的喷射方向，那么同一排喷嘴11的喷射方向相同，且与铸坯宽度方向夹角的大小为γ，γ的取值范围为0～60°。而相邻两排喷嘴的喷射方向关于H型坯长度方向对称。且相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应或错开。

关于1、相邻两排喷嘴的喷射方向关于H型坯长度方向对称。如图2所示，第一排喷嘴11-1、11-2的夹角为γ，那么，第二排喷嘴11-3、11-4的夹角就为π-γ(与数学中相同，夹角取小于或等于π)。

关于2、相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应或错开。首先，对应是指相邻两排喷嘴的数量相同时，对应的喷嘴的投影中心的连线与H型坯中心线平行。如图2所示，相邻两排的喷嘴个数相同，每排都为2个，第一排从左到右为11-1、11-2，第二排从左到右为11-3、11-4。那么11-1和11-3的投影中心的连线与H型坯中心线平行，同理对于11-2和11-4。

其次，错开是指相邻两排喷嘴的数量不同时，总有一条平行于H型坯中心线的直线，与第一排喷嘴在H型坯上投影中心的连线，第二排喷嘴在H型坯上投影中心的连线同时有交点。如图3所示，第一排有2个喷嘴，从左至右依次为11-1、11-2，第二排有3个喷嘴，从左至右依次为11-3、11-4、11-5，那么，总有一条平行于H型坯中心线的直线L，与第一排喷嘴在H型坯上投影中心的连线，第二排喷嘴在H型坯上投影中心的连线同时有交点，或者说，第一排喷嘴在H型坯上投影中心的连线在第二排喷嘴在H型坯上投影中心的连线上的投影不等于0。

那么，如图4所示，第一排只有1个喷嘴11-1，第二排有2个喷嘴11-3、11-4，由于点的投影依然为点，那么可以这样描述，总有一条平行于H型坯中心线的直线L，与第一排喷嘴在H型坯上投影中心，第二排喷嘴在H型坯上投影中心的连线同时有交点。

由上述相邻两排喷嘴的布置关系可知，本申请公开的技术方案中，任意相邻两排的喷嘴喷射出的气流，都能够覆盖H型坯宽度方向。也就是说，任意多排的喷嘴皆可递进式，多级接力的连续去除H型坯内弧侧凹槽中积水。

如图2所示，第一排喷嘴11-1，11-2向右喷射，喷射方向与铸坯宽度方向夹角的为γ。对应的，第二排喷嘴11-3，11-4向左喷射，由于相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应，所以第一排和第二排射出的气流能覆盖H型坯宽度方向。且与每个喷嘴的射流角α，扩散角β取值无关。

如图5所示，第一排喷嘴11-1，11-2向右喷射，喷射方向与铸坯宽度方向夹角的为γ。对应的，第二排喷嘴11-3，11-4向左喷射，由于相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上错开，所以第一排和第二排射出的气流同样能覆盖H型坯宽度方向。同样地，这种覆盖能力与每个喷嘴的射流角α，扩散角β取值无关，也就是说，每个喷嘴均可以随意选择射流角α，扩散角β。

综上所述，无论设置多少个供气结构，每个供气结构设置多少排喷嘴，只要相邻两排喷嘴11满足，1、同一排喷嘴的喷射方向相同，而相邻两排喷嘴的喷射方向关于H型坯长度方向对称。2、相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应或错开。那么这两排喷嘴即可递进式，多级接力连续去除H型坯内弧侧凹槽中积水。例如，设置1个供气结构，该供气结构上设置至少2排喷嘴。或者，设置至少2个供气结构，每个供气结构上设置1排喷嘴，那么这样也能够形成至少2排喷嘴。

为了方便，将一个供气结构上设置至少2排喷嘴称为组合式。而一个供气结构上只设置1排喷嘴称为分体式。

通常，同一供气结构上的每排喷嘴11的数量相同，例如供气结构上有2排，那么每排均设置相同数量的喷嘴，那么由上述可知，同一供气结构上，满足条件1、2。即一个组合式即可递进式，多级接力连续去除H型坯内弧侧凹槽中积水。

实施例1

本实施例中仅采用了1个组合式，即本实施例中，设置1个供气结构，供气结构上设有有2排喷嘴，而每排喷嘴设置2个喷嘴。且同一排的喷嘴关于H型坯中心线对称。

如图2所示，当H型坯沿铸流方向运动时，喷嘴11-1，喷嘴11-2先进行吹扫，然后喷嘴11-3、喷嘴11-4再进行吹扫。即采用递进式，多级接力连续对积水进行吹扫，去水效率高、效果好。

实施例2

如图6所示，本实施例与实施例1不同之处在于，供气结构上设有3排喷嘴，且相邻两排喷嘴的距离相同。本实施例中由于设置了3排喷嘴，因此具有比实施例1更强的去水能力。

实施例3

如图7所示，本实施例于实施例2的不同之处在于，相邻两排喷嘴的距离不相同，即假设第一排与第二排之间的距离为D，那么第二排和第三排之间的距离不等于D。本实施例中在排与排的间距作了调整，并不会改变递进式，多级接力这种吹水方式。

实施例4

本实施例在实施例1或2或3的基础上，不同之处在于同一排喷嘴不关于H型坯中心线对称，由于每排有2个喷嘴，那么就有2种情况，

如图8所示，1、两个喷嘴均位于H型坯中心线同一侧；

如图9所示，2、两个喷嘴位于H型坯中心线不同侧。

由于相邻两排喷嘴的喷射方向关于H型坯中心线对称，所以无论同一排的喷嘴是否关于H型坯中心线对称，相邻两排喷嘴的吹扫范围均能使气流覆盖H型坯的宽度方向，同样并不会改变递进式，多级接力这种吹水方式。

由实施例1至4可知，采用组合式的结构，无论是设置2排、3排、更多排，又或者排与排之间的间距相同、不同，或者同一排喷嘴关于H型坯中心线对称、不对称。均可以达到递进式，多级接力这种吹水方式，提高吹水效率和吹水效果。

实施例5

本实施例是采用2个组合式，2个组合式之间的距离为L。

由实施例1-4可知，单独1个组合式即可达到递进式，多级接力这种吹水方式。那么2个组合式即可以进一步增强去水效果。

假设先只采用了一个组合式，该组合式采用两排，每排2个喷嘴。而根据实际观察，该组合式并没有能够完全去除积水，那么根据实施例2中的描述，可以将该组合式设置成3排或更多排，直到能够完全去除积水。

而本实施例中，可以再设置第二个组合式，相比于将装置从线上取下，然后在气腔13上安装喷嘴，再安装到线上这样的方式，本实施例中直接增加另一个组合式更为灵活方便。

实施例6

本实施例在实施例5的基础上，区别是采用3个组合式，第一个组合式和第二个组合式之间的距离为L，第二个组合式和第三个组合式之间的距离为D。

那么如果要在长度S内将积水去除，那么L+D小于或等于S即可。

或者换一种描述方式，假设设置了2个组合式，这两个组合式之间的距离为L+D＝S，当前端提高冷却水的流量，或者H型坯的规格发生了变化，使得积水量增加。如果原来的2个组合式无法完全去除积水时，可以增加一个组合式，那这个组合式就需要设置在原来两个组合式之间，如果L＝D，那么3个组合式是均匀设置的，如果L不等于D，那么3个组合式是非均匀设置的。

由实施例5可以知道，增加1个组合式即可以进一步增强去水效果，而上述例子可以说明，这种增加是非常灵活的，即只要在长度S内，任意位置均可增设1个组合式。

由实施例5、6可知，当线上积水情况发生改变时，现有的组合式无法完全去除积水，那么，与实施例2中改变现有组合式的排数不同，可以采用增加组合式的方法，而这种增加无论是操作过程，又或者是增设组合式的位置都是非常灵活方便的，这使本申请提供的技术方案具有更好的通用性，可满足柔性生产中各种线上变化。

实施例7

本实施例是采用2个分体式，每个分体式设置一排喷嘴，而一排有两个喷嘴。那么，只要两排喷嘴同样满足条件1、2，这两个分体式同样可以达到递进式，多级接力这种吹水方式。

实施例8

如图3所示，本实施例在实施例7的基础上，区别在于，第一个分体式设置1排，每排2个喷嘴，第二个分体式设置一排，每排3个喷嘴。只要两排喷嘴同样满足条件1、2，这两个分体式同样可以达到递进式，多级接力这种吹水方式。

实施例9

本实施例设置有3个分体式，第一个分体式是1排，每排2个喷嘴。第二个分体式是1排，每排3个喷嘴，第三个分体式是1排，每排4个喷嘴。

由实施例8的描述可知，本实施例中的3个分体式同样可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。

由实施例7至9可知，当采用分体式时，无论是2个、3个或更多的分体式，无论分体式每排是2个喷嘴、3个喷嘴或更多喷嘴，均可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。

实施例10

本实施例中同时采用1个组合式和1个分体式，组合式是2排，每排2个喷嘴，分体式是1排，每排2个喷嘴。由于组合式中的两排喷嘴满足条件1和2，那只要分体式上的那一排喷嘴与组合式上相邻的喷嘴满足条件1和2，无论分体式在前还是在后，相邻两排喷嘴依然可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。

实施例11

本实施在实施例10的基础上，区别点是，分体式每排3个喷嘴。同理，相邻两排喷嘴依然可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。

实施例12

本实施例采用1个组合式，2个分体式，那么就有两种设置方式：1、组合式-分体式-分体式；2、分体式-组合式-分体式。

由实施例10、11可知，组合式-分体式的组合可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。再由实施例7-9可知，分体式-分体式的组合也可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。

那么，本实施例中这两种设置方式均可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。

由实施例1至12可知，无论采用组合式、分体式或者其组合，都可以实现递进式，多级接力这种吹水方式。

由于实现递进式，多级接力这种吹水方式这一目标的方式有多种，所以本申请提供的技术方案可以适用于不同的安装场合；另外，又由于调整去水能力的方式有多种，本申请提供的技术方案对于线上的变化可以采用多种方式灵活调整。

综上所述，本申请提供的技术方案，1、替代了现有去水装置，且与现有的去水装置结构完全不同。2、与现有装置采用单点去水不同，本申请采用递进式、多级接力连续去除H型坯内弧侧凹槽中积水，去水效率高、效果好。3、采用简单的供气结构和喷嘴，整个装置与H型坯距离较远，送引锭过程不会与引锭杆干涉，无需抬起升降动作。4、结构非常简洁，安装检修维护便捷、生产和运营成本低。5、喷嘴和气腔可采用组合式、分体式或其组合，适用于不同的安装场合，柔性好、通用性强。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：包括供气结构和与供气结构相连的至少两排喷嘴，所述喷嘴朝向H型坯内弧侧，相邻两排喷嘴的吹扫范围覆盖H型坯内弧面宽度方向；

所述同一排喷嘴的喷射方向相同，相邻两排喷嘴的喷射方向关于H型坯长度方向对称；

各排所述喷嘴先后依次递进喷射。

2.根据权利要求1所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：所述同一排喷嘴沿铸坯宽度方向设置，相邻两排喷嘴沿H型坯长度方向布置。

3.根据权利要求1或2所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：所述相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应或错开。

4.根据权利要求1所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：所述供气结构包括进气管、气腔和分级管，所述进气管与气腔连通，所述分级管一端与气腔连通，分级管的另一端安装所述喷嘴。

5.根据权利要求4所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：所述供气结构为一个或多个，同一所述供气结构上安装有一排或多排喷嘴。

6.根据权利要求4或5所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：同一所述供气结构上安装有至少两排喷嘴，每排喷嘴的数量相同；且相邻两排喷嘴在H型坯长度方向上对应。

7.根据权利要求1至2任意一项所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：所述同一排喷嘴的喷射方向与铸坯宽度方向夹角的大小为γ，γ的取值范围为0～60°。

8.根据权利要求1至2任意一项所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：所述喷嘴的射流角α的取值范围分别为5°～60°。

9.根据权利要求1至2任意一项所述的一种H型坯连铸机内弧驱水装置，其特征在于：所述喷嘴的扩散角β取值范围分别为30°～150°。