CN110064747B - 一种防止连铸结晶器溢钢的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了提供一种防止连铸结晶器溢钢的装置和方法，该装置设置于中间包和结晶器之间，该装置包括驱动机构、滑轨、下水通道和封堵块，由于下水通道可以在滑轨的滑道上滑动，因此，在下水通道损坏以后，可以快速的从滑轨上滑动取下，而驱动机构的伸缩端朝向滑轨且可在滑轨的滑道内滑动，当结晶器发生溢钢时，驱动机构的伸缩端可以推动封堵块在滑道内滑动，使封堵块与下水通道相抵接，封堵块继续前进则会将下水通道推开，从而通过封堵块将中间包的下水口堵住，停止钢水的注入，防止连铸结晶器溢钢，具备很好的实用性。

Description

一种防止连铸结晶器溢钢的装置和方法

技术领域

本发明涉及铸钢技术领域，特别涉及一种防止连铸结晶器溢钢的装置和方法。

背景技术

连铸就是将钢水转化为铸坯的过程，结晶器是连铸的核心设备，其中结晶器液位的稳定性对铸坯产品质量有着决定性影响。目前结晶器液位控流的方式主要有两种，即滑板控流和塞棒控流。滑板控流就是通过调节水口上方滑板的开度，来达到稳定中间包和结晶器钢水液面的目的。塞棒控流就是通过控制放置在中包内塞棒的高度来控制结晶器钢水液面。由于塞棒支撑机构和电机执行机构在工艺上的优势，能大大降低结晶器液面波动，所以目前塞棒控流已被越来越多的钢厂所采用，也成为结晶器液面控流的行业发展趋势。

虽然塞棒在控流方面的技术已趋近成熟，但是在实际使用过程中，塞棒容易受到钢水的侵蚀，特别是浇铸含铝冷镦钢时，塞棒侵蚀更加严重，这样在浇注过程中如果需要停止向结晶器输入钢水时，有可能会封不严，导致结晶器钢水外溢。一旦结晶器溢钢，钢水将会沿着结晶器达到零段和其它扇形段，造成生产中断、拉冷坯、批量扇形段更换等严重生产事故，同时还会对连铸机整体精度造成重大影响；并且连铸机中间包的塞棒机构一般多采用螺栓固定并通过钳臂上直通槽的结构进行固定和位置调整，但该种结构易发生螺栓松脱，导致塞棒滑脱事故。这样也会因中包水口钢流不受控制，导致结晶器钢水外溢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供能一种防止连铸结晶器溢钢的装置和方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

在一个总体方面，提供一种防止连铸结晶器溢钢的装置，装置设置于中间包和结晶器之间，装置包括驱动机构、滑轨、下水通道和封堵块，其中：

驱动机构和滑轨均设置在中间包的下方，滑轨上设置有通孔，通孔与中间包的下水口相连通；

驱动机构的伸缩端朝向滑轨且可在滑轨的滑道内滑动；

下水通道竖直布置，且下水通道的一端滑动嵌设在滑道内，下水通道的另一端与结晶器相连通，下水通道可与通孔连通或断开；

封堵块滑动嵌设在滑道内；

使用时，通过驱动机构的伸缩端推动封堵块移动，使得封堵块在滑轨的滑道内滑动以将下水通道与通孔之间断开。

优选的，防止连铸结晶器溢钢的装置还包括驱动安装机构，驱动安装机构包括销轴和安装块，安装块与驱动机构的固定端连接，销轴的一端固定设置在中间包的底部，销轴的另一端与安装块的一端可转动连接，安装块的另一端为自由端。

优选的，驱动安装机构还包括定位杆、挂钩和转轴，转轴固定设置在安装块的另一端上，定位杆固定设置在中间包的底部，挂钩的一端与转轴可转动连接，挂钩的另一端钩设在定位杆上。

优选的，驱动安装机构还包括手柄，手柄固定设置在挂钩与转轴可转动连接的一端。

优选的，驱动机构为液压缸、气压缸、电动推杆或者直线电机。

优选的，防止连铸结晶器溢钢的装置还包括设置于驱动机构和滑轨之间的封堵块释放机构，滑轨朝向驱动机构的一端设置有承接块，封堵块释放机构包括支撑板和拉拔杆，支撑板固定设置在中间包的下方，且，支撑板的两侧设置有夹持板，封堵块可操作性的夹持在两个夹持板之间，封堵块上设置有第一通孔，两个夹持板上均设置有第二通孔，第一通孔和两个第二通孔相连通，拉拔杆穿过第一通孔和两个第二通孔；

使用时，抽出拉拔杆，封堵块从支撑板中脱落至承接块上，使得封堵块可以在驱动机构的驱动下滑动嵌设在滑道内。

优选的，滑道包括第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽的宽度大于第二滑槽的宽度，下水通道包括连接板和下水管，连接板滑动设置在第一滑槽内，下水管的一端与连接板连通，下水管的另一端穿过第二滑槽与结晶器相连通。

优选的，防止连铸结晶器溢钢的装置还包括隔热板，隔热板设置于中间包的底部，驱动机构和滑轨均设置于隔热板底部。

优选的，隔热板上设置有若干螺纹孔，滑轨通过螺栓与隔热板上的若干螺纹孔连接固定。

在另一个总体方面，提供一种防止连铸结晶器溢钢的方法，包括以下步骤：

将上述下水通道与中间包的下水口相连通；

开始浇注；

检测结晶器中液体的液位是否达到预设高度；

若是，则判断结晶器中液体的液位达到预设高度的持续时间是否大于预设时间；

若是，则控制驱动机构启动，通过驱动机构推动封堵块堵住中间包的下水口，且同时控制塞棒关闭，结束浇注。

本发明提供了一种防止连铸结晶器溢钢的装置和方法，由于下水通道可以在滑轨的滑道上滑动，因此，在下水通道损坏以后，可以快速的从滑轨上滑动取下，而驱动机构的伸缩端朝向滑轨且可在滑轨的滑道内滑动，当结晶器发生溢钢时，驱动机构的伸缩端可以推动封堵块在滑道内滑动，使封堵块与下水通道相抵接，封堵块继续前进则会将下水通道推开，从而通过封堵块将中间包的下水口堵住，停止钢水的注入，阻止连铸结晶器溢钢，具备很好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的防止连铸结晶器溢钢的装置的剖视结构示意图；

图2是本发明图1中防止连铸结晶器溢钢的装置的A-A向结构示意图；

图3是本发明的防止连铸结晶器溢钢的装置的侧视结构示意图；

图4是本发明的封堵块释放机构的结构示意图；

图5是本发明的防止连铸结晶器溢钢的装置的结构示意图；

图6是本发明的防止连铸结晶器溢钢的方法的程序框图；

图7是本发明的防止连铸结晶器溢钢的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1是本发明的防止连铸结晶器溢钢的装置的剖视结构示意图，图3是本发明的防止连铸结晶器溢钢的装置的侧视结构示意图，结合图1和图3所示，本发明实施例公开了一种防止连铸结晶器溢钢的装置，该装置设置于中间包1和结晶器8之间，该装置包括驱动机构3、滑轨21、下水通道13和封堵块11，其中：

驱动机构3和滑轨21均设置在中间包的下方，且滑轨21上设置有通孔，该通孔竖直布置在滑轨21上，且通孔与中间包的下水口相连通，中间包中设置有塞棒可以在中间包的下水口上方上下移动，从而局部挡住下水孔，调整钢水的流速。

驱动机构3的伸缩端朝向滑轨21，滑轨21的滑道12沿着驱动机构3的伸缩端伸缩的方向布置，使得驱动机构3的伸缩端可在滑轨21的滑道12内滑动，具体的，滑道12包括第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽设置于第二滑槽的上方且与第二滑槽相连通，第一滑槽的宽度大于第二滑槽的宽度，也就是说，第二滑槽的两个槽臂会相对于第一滑槽行成一个钩状的凸起，从而可以勾住滑槽下方的下方的下水通道13。

进一步的，下水通道13竖直布置，下水通道13的一端滑动嵌设在滑道12的第一滑槽内，下水通道13的另一端与结晶器8相连通，下水通道13可以在第一滑槽内滑动，也就是说，下水管道可以与通孔连通或断开，从而使钢水的流通或者截止。

具体的，下水通道13包括连接板和下水管，连接板的宽度大于下水管的宽度，连接板滑动设置在第一滑槽内，下水管的一端与连接板连通，下水管的另一端穿过第二滑槽与结晶器8相连通，由于第二滑槽的两个槽臂会相对于第一滑槽行成一个钩状的凸起，因此可以勾住连接板，防止连接板往下方脱落，在本实施例中，第一滑槽和第二滑槽的组合截面为T型，当然，本申请并不局限于此，第一滑槽和第二滑槽的组合截面还可以为梯形等可以防止下水通道13向下落的形状。

进一步的，滑道12是贯穿整个滑轨的，也就是说，在安装下水通道13时，可以从滑道12的任意一端将下水通道13插入直至与滑轨上的通孔对准为止，而当下水通道13损坏时，也可以从任意方向将下水通道13取下进行更换，方便快捷。

进一步的，封堵块11滑动嵌设在滑道12内，并且封堵块11位于驱动机构3和下水通道13之间，也就是说，封堵块11滑动设置在第一滑槽内，第一滑槽也可以防止封堵块向下掉落，并且封堵块在第一滑槽内可以被驱动机构3的伸缩端推着滑动，从而与下水通道13的连接板相抵接，将驱动机构3的驱动力传递至下水通道13，封堵块11推开下水通道13，使得封堵块11位于滑轨的通孔的正下方，从而快速的堵住通孔，阻止钢水继续向结晶器中输送，防止钢水从结晶器中溢出。

图2是本发明图1中防止连铸结晶器溢钢的装置的A-A向结构示意图，如图2所示，防止连铸结晶器溢钢的装置还包括驱动安装机构，驱动安装机构包括销轴5和安装块20，安装块20与驱动机构3的固定端连接，销轴5的一端固定设置在中间包1的底部，销轴5的另一端与安装块20的一端可转动连接，安装块20的另一端为自由端，可以理解的是，驱动安装机构是可以围绕销轴5转动的，也就是说，当需要更换下水通道13或者封堵块11时，由于驱动机构3的伸缩端对着滑轨21，所以没有多余的空间取出下水通道13或者封堵块11，此时，需要将驱动机构转动一定的角度，使驱动机构给更换操作提供一定的冗余空间，并且，当结晶器上还需要其他的操作时，驱动安装机构可以调整任意的角度，以满足不同工况的需求。

进一步的，驱动安装机构还包括定位杆16、挂钩17和转轴18，转轴18固定设置在安装块20的另一端上，定位杆16固定设置在中间包1的底部，挂钩17的一端与转轴18可转动连接，挂钩17的另一端钩设在定位杆16上，由于定位杆16是固定在安装板2上的，所以当驱动机构3成朝向滑轨13的方向时，可以通过挂钩17挂上或脱离定位杆16，以达到固定驱动机构或放开驱动机构的目的。

进一步的，驱动安装机构还包括手柄19，手柄19固定设置在挂钩17与转轴18可转动连接的一端，通过转动手柄19可以较为省力的控制挂钩17挂上或脱离定位杆16。

具体的，下水通道13的安装方法为，先人工转动驱动机构3，并使驱动机构3的伸缩杆6伸缩方向与滑轨21的方向相垂直；接着将下水通道13抬到与滑轨21同一高度并将连接板放置在滑轨21的第一凹槽内；人工转动驱动机构3，使快驱动机构3的伸缩杆6伸缩方向与滑轨21的方向相平行；通过手柄19使挂钩17扣在定位杆16上实现定位；控制驱动机构3的伸缩杆6伸长，并带动推块7推动下水通道13在滑轨21的凹槽内运动，当下水通道13的通孔与中间包1的下水孔同心正对时，驱动机构3的伸缩杆6停止运动，安装完成。

更进一步的，驱动机构3为液压缸、气压缸、电动推杆或者直线电机，也就是说，这些驱动机构3的伸缩端均为杆状，在本实施例中，每一个驱动机构3的伸缩杆6的前端均安装有一个推块7，推块7的截面和第一滑槽的截面相同，推块7可以在第一滑槽内滑动，从而推动封堵块11，由于截面形状相同，因此接触面积大，方便推动封堵块11。

图4是本发明的封堵块释放机构的结构示意图，如图4所示，防止连铸结晶器溢钢的装置还包括设置于驱动机构3和滑轨21之间的封堵块释放机构，滑轨21朝向驱动机构3的一端设置有承接块，封堵块释放机构包括支撑板9和拉拔杆10，支撑板9固定设置在中间包的下方，且，支撑板9的两侧设置有夹持板，封堵块11可操作性的夹持在两个夹持板之间，封堵块11上设置有第一通孔，两个夹持板上均设置有第二通孔，第一通孔和两个第二通孔相连通，拉拔杆10穿过第一通孔和两个第二通孔，使用时，抽出拉拔杆10，封堵块11从支撑板9中脱落至承接块上，使得封堵块11可以在驱动机构3的驱动下滑动嵌设在滑道12内。

值得注意的是，支撑板9的顶面到夹持板底面的距离与滑轨21的顶板的厚度相同，也即是说，当驱动机构的伸缩杆6在伸缩时，不会受到支撑板9的干涉。

更进一步的，拉拔杆10背离支撑板9的一端连接有外部动力机构15，外部动力机构15可以拉动拉拔杆10，从而取代手工拉动，更加安全可靠。该外部动力机构15可以是液压缸、气压缸、电动推杆或者直线电机。

图5是本发明的防止连铸结晶器溢钢的装置的结构示意图，如图5所示，防止连铸结晶器溢钢的装置还包括隔热板4，隔热板4设置于中间包1的底部，驱动机构3和滑轨21均设置于隔热板4底部，隔热板能有效避免结晶器8内的高温钢液对油缸的烘烤。

进一步的，隔热板4上设置有若干螺纹孔，滑轨21通过螺栓14与隔热板4上的若干螺纹孔连接固定。

实施例二

图6是本发明的防止连铸结晶器溢钢的方法的程序框图，图7是本发明的防止连铸结晶器溢钢的方法的流程示意图，结合图6和图7所示，作为本发明的又一实施例，本实施例公开了一种防止连铸结晶器溢钢的方法，该方法包括以下步骤：

S01、将如实施例一中的下水通道与中间包的下水口相连通；

在本实施例的步骤S01中，由于一个中间包和结晶器之间存在多个下水孔，因此，需要对应安装多个防止连铸结晶器溢钢的装置，并且每一个装置中的滑轨的通孔均需要与中间包的下水孔正对，每一个下水通道也需要和中间包的下水口相连通。

值得注意的是，每一个防止连铸结晶器溢钢的装置均配置有相应的控制系统，该控制系统包括主控单元、液位传感器和计时器，其中，液位传感器与主控单元电连接，用于感应结晶器中的液面高度，并将高度信号传递至主控单元，当液位高于警戒液位时，计时器开始计时，计时器与主控单元电连接，并将时间信号传递给主控单元，如一段时间后液位仍高于警戒液位，则说明结晶器存在发生溢钢的危险，此时主控单元控制驱动机构运动，推动封堵块堵住下水孔。

S02、开始浇注；

在在本实施例的步骤S02中，通过调整塞棒来控制钢水的流速进行正常的浇注。

S03、检测所述结晶器中液体的液位是否达到预设高度，若是，则进行下一步，若否，则正常浇注；

在本实施例的步骤S03中，液位传感器首先检测是否存在液面高度的信号，并将检测到的高度信号传递至主控单元，如果检测到有液位信号，说明结晶器工作正常，可以继续浇注，若没有检测到有液位信号，说明结晶器工作异常，需要停止浇注并进行检查，因此需要关闭塞棒，结束浇注。

在浇注过程中，主控单元在液位传感器判断结晶器中的液面高度，并将高度信号传递回来后，会进行判断液面是否到达预设高度，预设高度就是步骤S01中的警戒液位，如检测到结晶器中的液面高度高于预设高度，说明结晶器存在溢钢的危险，此时主控单元控制计时器触发并开始计时，若是没有检测到结晶器中的液面高度高于最高液位，则继续进行浇注，同时，主控单元还会监控是否有浇注结束信号，如果有浇注结束信号，则关闭塞棒，结束浇注，如果没有检测到浇注结束信号，则重复此步骤。

S04、判断所述结晶器中液体的液位达到预设高度的持续时间是否大于预设时间，若是，则进行下一步；若否，则重新判断结晶器液位是否高于最高液位；

在本实施例的步骤S04中，主控单元控制计时器触发并开始计时，并且判断结晶器液位高于最高液位单次持续时间高于预设时间，在本实施例中，持续时间的预设时间为5秒，当然，改时间可以根据实际需要进行设定，当最高液位单次持续时间高于预设时间超过5秒，说明结晶器存在溢钢的风险，因此需要停止浇注如果最高液位单次持续时间高于预设时间小于5秒，说明是检测存在波动，当波动恢复，则需要重新进行步骤S03。

S05、控制所述驱动机构启动，通过所述驱动机构推动所述封堵块堵住中间包的下水口，且同时控制所述塞棒关闭，结束浇注；

在本实施例的步骤S05中，由于结晶器存在溢钢的风险，因此主控单元会控制外部动力机构启动，拔出拉拔杆，从而使封堵块落入滑道中，驱动机构推动封堵块堵住滑轨的通孔，从而堵住中间包的下水孔，停止钢水的浇注，并且中间包中的塞棒也会关闭，使整个浇注结束。

本说明书的实施例提供了一种防止连铸结晶器溢钢的装置和方法，由于下水通道可以在滑轨的滑道上滑动，因此，在下水通道损坏以后，可以快速的从滑轨上滑动取下，而驱动机构的伸缩端朝向滑轨且可在滑轨的滑道内滑动，当结晶器发生溢钢时，驱动机构的伸缩端可以推动封堵块在滑道内滑动，使封堵块与下水通道相抵接，封堵块继续前进则会将下水通道推开，从而通过封堵块将中间包的下水口堵住，停止钢水的注入，阻止连铸结晶器溢钢，具备很好的实用性。

Claims (9)

1.一种防止连铸结晶器溢钢的装置，其特征在于，所述装置设置于中间包（1）和结晶器（8）之间，所述装置包括驱动机构（3）、滑轨（21）、下水通道（13）和封堵块（11），其中：

所述驱动机构（3）和所述滑轨（21）均设置在中间包的下方，所述滑轨（21）上设置有通孔，所述通孔与所述中间包的下水口相连通；

所述驱动机构（3）的伸缩端朝向所述滑轨（21）且可在所述滑轨（21）的滑道（12）内滑动；

所述下水通道（13）的一端滑动嵌设在所述滑道（12）内，所述下水通道（13）的另一端与所述结晶器（8）相连通，所述下水通道（13）可与所述通孔连通或断开；

所述封堵块（11）滑动嵌设在所述滑道（12）内；

使用时，通过所述驱动机构（3）的伸缩端推动所述封堵块（11）移动，使得所述封堵块（11）在所述滑轨（21）的滑道内滑动以将所述下水通道（13）与所述通孔之间断开；所述防止连铸结晶器溢钢的装置还包括设置于所述驱动机构（3）和所述滑轨（21）之间的封堵块释放机构，所述滑轨（21）朝向所述驱动机构（3）的一端设置有承接块，所述封堵块释放机构包括支撑板（9）和拉拔杆（10），所述支撑板（9）固定设置在所述中间包的下方，且，所述支撑板（9）的两侧设置有夹持板，所述封堵块（11）可操作性的夹持在两个所述夹持板之间，所述封堵块（11）上设置有第一通孔，两个所述夹持板上均设置有第二通孔，所述第一通孔和两个所述第二通孔相连通，所述拉拔杆（10）穿过所述第一通孔和两个所述第二通孔；

使用时，抽出所述拉拔杆（10），所述封堵块（11）从所述支撑板（9）中脱落至所述承接块上，使得所述封堵块（11）可以在驱动机构（3）的驱动下滑动嵌设在所述滑道（12）内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括驱动安装机构，所述驱动安装机构包括销轴（5）和安装块（20），所述安装块（20）与所述驱动机构（3）的固定端连接，所述销轴（5）的一端固定设置在所述中间包（1）的底部，所述销轴（5）的另一端与所述安装块（20）的一端可转动连接，所述安装块（20）的另一端为自由端。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驱动安装机构还包括定位杆（16）、挂钩（17）和转轴（18），所述转轴（18）固定设置在所述安装块（20）的另一端上，所述定位杆（16）固定设置在所述中间包（1）的底部，所述挂钩（17）的一端与所述转轴（18）可转动连接，所述挂钩（17）的另一端钩设在所述定位杆（16）上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动安装机构还包括手柄（19），所述手柄（19）固定设置在所述挂钩（17）与所述转轴（18）可转动连接的一端。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动机构（3）为液压缸、气压缸、电动推杆或者直线电机。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滑道（12）包括第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽的宽度大于所述第二滑槽的宽度，所述下水通道（13）包括连接板和下水管，所述连接板滑动设置在所述第一滑槽内，所述下水管的一端与所述连接板连通，所述下水管的另一端穿过所述第二滑槽与所述结晶器（8）相连通。

7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，还包括隔热板（4），所述隔热板（4）设置于所述中间包（1）的底部，所述驱动机构（3）和所述滑轨（21）均设置于所述隔热板（4）底部。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述隔热板（4）上设置有若干螺纹孔，所述滑轨（21）通过螺栓（14）与所述隔热板（4）上的若干所述螺纹孔连接固定。

9.一种防止连铸结晶器溢钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用如权利要求1-8任一项所述的防止连铸结晶器溢钢的装置，将所述下水通道与所述中间包的下水口相连通；

开始浇注；

检测所述结晶器中液体的液位是否达到预设高度；

若是，则判断所述结晶器中液体的液位达到预设高度的持续时间是否大于预设时间；

若是，则控制所述驱动机构启动，通过所述驱动机构推动所述封堵块堵住中间包的下水口，且同时控制塞棒关闭，结束浇注。

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