CN111347016A - 一种循环冷却式连铸结晶器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种循环冷却式连铸结晶器，包括结晶器本体、外层壳体和冷却箱，结晶器本体的两端设有凸台，外层壳体套设在凸台上，结晶器本体、凸台与外层壳体之间形成封闭的第一冷却通道，凸台上分别设有与第一冷却通道连通的第一进水口和第一出水口；外层壳体内设有第二冷却通道，外层壳体的两端面分别设有与第二冷却通道连通的第二进水口和第二出水口；冷却箱内设有蛇形换热管；冷却箱靠近出水管的一侧设有吹风机，冷却箱靠近进水管的一侧设有抽风机。本发明结晶器采用两个冷却通道，提高散热效率，使得散热更均匀，使结晶器结晶速度保持一致，保证结晶效果。采用冷却水循环利用，减少水资源利用，降低成本，提高系统整体性和系统运行的稳定性。

Description

一种循环冷却式连铸结晶器
技术领域
本发明涉及结晶器技术领域，具体涉及一种循环冷却式连铸结晶器。
背景技术
连铸结晶器是承接从中间灌注入的钢水并使之按规定形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备，它是连铸系统的重要设备，主要用于对结晶器中的钢水进行冷却，使钢水形成钢坯输出，其结构对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。结晶器对钢水的冷却是通过不断将冷水送入结晶器来实现的，但是目前的结晶器散热不均匀，散热效率不高，结晶器结晶速度无法保持一致，且冷却水无法循环利用，系统运行稳定性差，无法保证连铸系统安全顺行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术问题，提供一种冷却效果好、结晶速度均匀的循环冷却式连铸结晶器。
本发明所采用的技术方案是：
一种循环冷却式连铸结晶器，包括圆筒状结晶器本体、内部中空的外层壳体和冷却箱，所述结晶器本体的两端设有凸台，外层壳体套设在凸台上，结晶器本体、凸台与外层壳体之间形成封闭的第一冷却通道，所述结晶器本体上设有第一分水筋、第二分水筋和第三分水筋，第一分水筋、第二分水筋和第三分水筋将第一冷却通道分割成蛇形通道；所述凸台上分别设有第一进水口和第一出水口，第一进水口和第一出水口与第一冷却通道相连通；外层壳体内设有第二冷却通道，外层壳体的两端面分别设有第二进水口和第二出水口，第二进水口和第二出水口与第二冷却通道相连通；所述冷却箱内设有蛇形换热管，第一进水口和第二进水口通过进水管与换热管一端连接，第一出水口和第二出水口通过出水管与换热管另一端连接；冷却箱靠近出水管的一侧设有吹风机，冷却箱靠近进水管的一侧设有抽风机。
进一步地优选，所述第一分水筋的两端分别连接两个凸台，第二分水筋和第三分水筋为环状且沿结晶器本体表面环绕，第二分水筋和第三分水筋的端部与外层壳体的内表面相贴合，第二分水筋和第三分水筋间隔交错设置，第二分水筋和第三分水筋与第一分水筋之间分别设有第一缺口和第二缺口，第一缺口和第二缺口分别设于第一分水筋的两侧。
进一步地优选，所述靠近结晶器本体中部位置的第二分水筋和第三分水筋之间设有若干间隔设置的散热筋。
进一步地优选，所述散热筋环绕于结晶器本体表面，其两端与第一分水筋均设有间隙，散热筋与外层壳体之间为间隙设置。
进一步地优选，所述外层壳体内设有间隔交错设置的环状第四分水筋和环状第五分水筋，第四分水筋和第五分水筋分别设于外层壳体内部的下表面和上表面，第四分水筋与外层壳体内部上表面之间设有间隙，第五分水筋与外层壳体内部下表面设有间隙，第四分水筋、第五分水筋和外层壳体之间形成第二冷却通道。
进一步地优选，所述冷却箱内的底部和顶部设有第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板间隔交错设于换热管的折弯处，第一隔板、第二隔板和换热管之间设有间隙，第一隔板、第二隔板和冷却箱的箱体之间形成空气通道。
进一步地优选，所述换热管表面设有翅片。
进一步地优选，所述与第一进水口和第二进水口连接的进水管连接有水泵，与第一出水口和第二出水口连接的出水管连接有水泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明结晶器采用两个冷却通道，增加了结晶器与水流的接触面积，带走更多的热量，提高散热效率，在结晶器中部设置散热筋，增加流体的湍流性能，提供中部区域的冷却速度，提高散热性能。同时，可以减小结晶时轴向和径向上的温差，使得散热更均匀，使结晶器结晶速度保持一致，保证结晶效果。采用冷却水循环利用，减少水资源利用，降低成本，提高系统整体性和系统运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中第二冷却通道的结构示意图；
图示说明：1-凸台，2-结晶器本体，3-外层壳体，4-第二分水筋，5-第三分水筋，6-散热筋，7-第一分水筋，8-第二缺口，9-第一缺口，10-第一出水口，11-第一出水管，12-第二出水管，13-换热管，14-第二隔板，15-冷却箱，16-吹风机，17-第一隔板，18-抽风机，19-第二进水管，20-第一进水管，21-第一进水口，22-第二进水口，23-第二出水口，24-第四分水筋，25-第五分水筋。
具体实施方式
在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接；可以是机械连接、电连接；可以是直接相连、中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作详细说明。
一种循环冷却式连铸结晶器，包括圆筒状结晶器本体2、内部中空的外层壳体3和冷却箱15，所述结晶器本体2的两端设有凸台1，外层壳体3套设在凸台1上，结晶器本体2、凸台1与外层壳体3之间形成封闭的第一冷却通道。所述凸台1上分别设有第一进水口21和第一出水口10，第一进水口21和第一出水口10与第一冷却通道相连通。外层壳体3内设有第二冷却通道，外层壳体3的两端面分别设有第二进水口22和第二出水口23，第二进水口22和第二出水口23与第二冷却通道相连通。两个冷却通道的设置，可以减小结晶时轴向和径向上的温差。
所述冷却箱15内设有蛇形换热管13。第一进水口21和第二进水口22分别通过第一进水管20和第二进水管19与换热管13一端连接，第一出水口10和第二出水口23分别通过第一出水管11和第二出水管12与换热管13另一端连接。每根进水管和出水管上均连接了水泵，提供水循环的动力。冷却箱15靠近出水管的一侧设有吹风机16，冷却箱15靠近进水管的一侧设有抽风机18，吹风机16将冷风送入冷却箱15内，抽风机18将冷却箱15内经热交换后的空气抽出。靠近结晶器本体2的温度更高，为了提高冷却效率，第一冷却通道的冷却流量大于第二冷却通道的冷却流量。冷却水经进水口进入两个冷却通道，从出水口经两个出水管汇合进入换热管13中进行冷却后，从两个进水管进入两个冷却通道内，形成整体的冷却循环回路。
为了提高结晶器散热效率，所述结晶器本体2上设有第一分水筋7、第二分水筋4和第三分水筋5，第一分水筋7、第二分水筋4和第三分水筋5将第一冷却通道分割成蛇形通道；第一分水筋7的两端分别连接两个凸台1，第二分水筋4和第三分水筋5为环状且沿结晶器本体2表面环绕，第二分水筋4和第三分水筋5的端部与外层壳体3的内表面相贴合，第二分水筋4和第三分水筋5间隔交错设置，第二分水筋4和第三分水筋5与第一分水筋7之间分别设有第一缺口9和第二缺口8，第一缺口9和第二缺口8分别设于第一分水筋7的两侧。蛇形通道可以使得冷却水在通道内往复流动，增加水与结晶器的接触面积，提高冷却速度和效率。
为了提高结晶器中部位置的散热能力，使结晶器结晶速度保持一致，靠近结晶器本体2中部位置的第二分水筋4和第三分水筋5之间设有若干间隔设置的散热筋6。散热筋6环绕于结晶器本体2表面，其两端与第一分水筋7均设有间隙，散热筋6与外层壳体3之间为间隙设置。增加了结晶器与水流的接触面积，带走更多的热量，同时增加流体的湍流性能，提高散热性能。
更为具体的是，外层壳体3内设有间隔交错设置的环状第四分水筋24和环状第五分水筋25，第四分水筋24和第五分水筋25分别设于外层壳体3内部的下表面和上表面，第四分水筋24与外层壳体3内部上表面之间设有间隙，第五分水筋25与外层壳体3内部下表面设有间隙，第四分水筋24、第五分水筋25和外层壳体3之间形成第二冷却通道。第四分水筋24和第五分水筋25的设置可以使得冷却水在第二通道中流动，冷却水在第二冷却通道中流动带走更多热量，进一步提高结晶器散热能力。
为了提高冷却箱15内换热管13的换热能力，冷却箱15内的底部和顶部分别设有第一隔板17和第二隔板14，第一隔板17和第二隔板14间隔交错设于换热管13的折弯处，第一隔板17、第二隔板14和换热管13之间设有间隙，第一隔板17、第二隔板14和冷却箱15的箱体之间形成空气通道。吹风机16将冷风吹入冷却箱15内，经过第一隔板17、第二隔板14和冷却箱15形成的空气通道与换热管13充分接触散热，将换热管13内的冷却水温度降低，再从换热管13流出经两个进水管进入第一冷却通道和第二冷却通道。
在换热管13表面设有翅片，增大换热表面积，提高换热效率。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，包括圆筒状结晶器本体、内部中空的外层壳体和冷却箱，所述结晶器本体的两端设有凸台，外层壳体套设在凸台上，结晶器本体、凸台与外层壳体之间形成封闭的第一冷却通道，所述结晶器本体上设有第一分水筋、第二分水筋和第三分水筋，第一分水筋、第二分水筋和第三分水筋将第一冷却通道分割成蛇形通道；所述凸台上分别设有第一进水口和第一出水口，第一进水口和第一出水口与第一冷却通道相连通；外层壳体内设有第二冷却通道，外层壳体的两端面分别设有第二进水口和第二出水口，第二进水口和第二出水口与第二冷却通道相连通；所述冷却箱内设有蛇形换热管，第一进水口和第二进水口通过进水管与换热管一端连接，第一出水口和第二出水口通过出水管与换热管另一端连接；冷却箱靠近出水管的一侧设有吹风机，冷却箱靠近进水管的一侧设有抽风机。
2.根据权利要求1所述的一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，所述第一分水筋的两端分别连接两个凸台，第二分水筋和第三分水筋为环状且沿结晶器本体表面环绕，第二分水筋和第三分水筋的端部与外层壳体的内表面相贴合，第二分水筋和第三分水筋间隔交错设置，第二分水筋和第三分水筋与第一分水筋之间分别设有第一缺口和第二缺口，第一缺口和第二缺口分别设于第一分水筋的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，所述靠近结晶器本体中部位置的第二分水筋和第三分水筋之间设有若干间隔设置的散热筋。
4.根据权利要求1所述的一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，所述散热筋环绕于结晶器本体表面，其两端与第一分水筋均设有间隙，散热筋与外层壳体之间为间隙设置。
5.根据权利要求1所述的一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，所述外层壳体内设有间隔交错设置的环状第四分水筋和环状第五分水筋，第四分水筋和第五分水筋分别设于外层壳体内部的下表面和上表面，第四分水筋与外层壳体内部上表面之间设有间隙，第五分水筋与外层壳体内部下表面设有间隙，第四分水筋、第五分水筋和外层壳体之间形成第二冷却通道。
6.根据权利要求1所述的一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，所述冷却箱内的底部和顶部设有第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板间隔交错设于换热管的折弯处，第一隔板、第二隔板和换热管之间设有间隙，第一隔板、第二隔板和冷却箱的箱体之间形成空气通道。
7.根据权利要求1所述的一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，所述换热管表面设有翅片。
8.根据权利要求1所述的一种循环冷却式连铸结晶器，其特征在于，所述与第一进水口和第二进水口连接的进水管连接有水泵，与第一出水口和第二出水口连接的出水管连接有水泵。
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