CN113579183B - 一种结晶器用的冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金生产技术领域，公开了一种结晶器用的冷却系统，它包括结晶器、水池以及加压泵站，加压泵站的进水端位于水池内，结晶器通过加压泵站进水，结晶器的出水端连接有主水管，主水管安装在水池的端口上且沿一边设置，主水管上设置有支管，水池的端口上还安装有挡水板，挡水板斜向水池的池底，支管上安装有朝向挡水板的喷头，喷头的喷射方向与挡水板的夹角为钝角。本发明的有益效果是：水池内的水通过加压泵站进入结晶器进行换热，然后从喷头射向挡水板，水柱撞击挡水板后溅射，增大水柱的散热面积，令热水更加快速的散热，令水池内的循环水能快速降温，在循环水使用过程中，循环水的热能更低，保证其冷却效率。
Description
技术领域
本发明涉及冶金生产技术领域，特别是一种结晶器用的冷却系统。
背景技术
结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底铜管模，被称为连铸机的“心脏”。结晶器为承接从中间包注入的铜水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸铜设备，是连铸机中最关键的部件，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。开浇时引锭杆头部即是结晶器的活动内底，铜水注入结晶器中逐渐冷凝成一定厚度坯壳并被连续拉出，此时，结晶器内壁承受着高温铜水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足的基本条件有：（1）具有良好的导热性，以使铜水快速冷凝成形；（2）有良好的耐磨性，以延长结晶器的寿命，减少维修工作量和更换结晶器的时间，提高连铸机的作业率；（3）有足够的刚度，特别在激冷激热、温度梯度大的情况下需有小的变形；（4）结构简单紧凑，易于制造，拆装方便，调整容易，冷却水路能自行接通，以便于快速更换；自重小，以减小结晶器振动时的惯性力和减少振动装置的驱动功率，并使结晶器振动平稳。
现有的结晶器的冷却系统，其冷却效率不稳定，影响结晶器的使用。
发明内容
本发明目的在于提供一种结晶器用的冷却系统，以解决现有结晶器的冷却系统冷却效率低的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种结晶器用的冷却系统，包括结晶器、水池以及加压泵站，所述加压泵站的进水端位于所述水池内，所述结晶器通过所述加压泵站进水，所述结晶器的出水端连接有主水管，所述主水管安装在所述水池的端口上且沿一边设置，所述主水管上设置有支管，所述水池的端口上还安装有挡水板，所述挡水板斜向所述水池的池底，所述支管上安装有朝向所述挡水板的喷头，所述喷头的喷射方向与所述挡水板的夹角为钝角。
优选地，所述支管为若干根，且沿所述主水管的轴心线方向设置，所述主水管的出水端封闭，所述主水管内滑动安装有活塞，所述主水管内还安装有弹簧，所述弹簧通过所述活塞压缩安装在所述主水管的出水端，靠近所述主水管出水端的所述支管通过所述活塞压缩所述弹簧开启。
优选地，所述结晶器包括铜管和壳体，所述铜管贯穿所述壳体，所述壳体的内壁与所述铜管的外壁间形成密封的腔室，所述铜管的外壁上沿其周向设置有隔板，所述隔板为若干块且沿所述铜管的轴心线方向均布，所述隔板将所述腔室分隔为若干冷却室，所述壳体的内底面上设置有隔断板，所述隔断板延伸至所述壳体的壳顶，所述隔板上开设有一个通孔，相邻所述隔板上的所述通孔分别位于所述隔断板的两侧，所述壳体上设置有进水管与出水管，所述进水管与最下层的所述冷却室连通，所述出水管与最上层的所述冷却室连通，最上层的所述通孔与所述出水管的进水端分别位于所述隔断板的两侧，最下层的所述通孔与所述进水管分别位于所述隔断板的两侧，所述进水管与所述加压泵站的出水端连接，所述出水管与所述主水管连接。
优选地，所述冷却室的内壁上设置有扰流条，所述扰流条沿所述铜管的轴心线方向设置在所述壳体上，所述扰流条为若干，且绕所述铜管的周向均布。
优选地，所述壳体的底部设置有设置有两对托辊架，所述托管架绕所述铜管的端口均布，所述托管架的横截面呈L型，每对所述托辊架的内夹角背向设置，相邻所述托辊架之间转动安装有导向辊。
优选地，所述壳体的外壁上设置有底座，所述底座位于所述壳体的中部，所述底座的中点位于所述铜管的轴心线上，所述底座的边缘上开设有缺口。
优选地，所述进水管与所述出水管均贯穿所述底座，所述进水管的进水端、所述出水管的出水端均设置有A法兰。
优选地，所述导向辊由高铬钢材料制成。
本发明具有以下优点：
1、水池内的水通过加压泵站进入结晶器进行换热，然后从喷头射向挡水板，水柱撞击挡水板后溅射，增大水柱的散热面积，令热水更加快速的散热，令水池内的循环水能快速降温，在循环水使用过程中，循环水的热能更低，保证其冷却效率。
2、喷头与挡水板的钝角夹角，减少了水柱撞击挡水板后沿挡水板向上的溅射量，令水源快速的回落进入水池，且挡水板阻挡了部分阳光照射水池，降低了水池的水挥发量，节约了水资源。
3、远离主水管密封端的支管上的喷头堵塞时，主水管内水压变大，推动活塞压缩弹簧从而开启靠近主水管密封端的支管，从而保持管路内的水压平衡。
4、冷却水充满腔室后，从底部进入的冷却水沿铜管外壁盘旋上升流出腔室，而无隔板设计的腔室其冷却水充满腔室后，从底部进入的冷却水沿铜管的外壁上升流出腔室，盘旋上升的冷却水的行程变大，其热交换时间变长，提高了冷却水的利用率。
5、扰流条令每个冷却腔室内的冷却水均产生紊流，从而使得冷却室内的冷却水温度均匀，提高了冷却水的换热效率。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图一；
图2 为本发明的结构示意图二；
图3 为图1中A处的局部放大示意图；
图4 为结晶器的结构示意图一；
图5 为结晶器的结构示意图二；
图中，1-铜管，2-壳体，3-隔板，4-隔断板，5-通孔，6-进水管，7-出水管，8-扰流条，9-托辊架，10-导向辊，11-底座，12-缺口，13-A法兰，14-水池，15-加压泵站，16-主水管，17-支管，18-喷头，19-挡水板，20-活塞，21-弹簧，22-阀门。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
如图1-3所示，一种结晶器用的冷却系统，包括结晶器、水池14以及加压泵站15，加压泵站15的进水端位于水池14内，结晶器通过加压泵站15进水，结晶器的出水端连接有主水管16，主水管16安装在水池14的端口上且沿一边设置，主水管16上设置有支管17，支管17上设置有阀门22，水池14的端口上还安装有挡水板19，挡水板19斜向水池14的池底，支管17上安装有朝向挡水板19的喷头18，喷头18的喷射方向与挡水板19的夹角为钝角，水池14内的水通过加压泵站15进入结晶器进行换热，然后从喷头18射向挡水板19，水柱撞击挡水板19后溅射，增大水柱的散热面积，令热水更加快速的散热，令水池14内的循环水能快速降温，在循环水使用过程中，循环水的热能更低，保证其冷却效率，且喷头18与挡水板19的钝角夹角，减少了水柱撞击挡水板19后沿挡水板19向上的溅射量，令水源快速的回落进入水池14，且挡水板19阻挡了部分阳光照射水池14，降低了水池14的水挥发量，节约了水资源。
在本实施例中，如图1-3所示，支管17为若干根，且沿主水管16的轴心线方向设置，主水管16的出水端封闭，主水管16内滑动安装有活塞20，主水管16内还安装有弹簧21，弹簧21通过活塞20压缩安装在主水管16的出水端，靠近主水管16出水端的支管17通过活塞20压缩弹簧21开启，远离主水管16密封端的支管17上的喷头18堵塞时，主水管16内水压变大，推动活塞20压缩弹簧21从而开启靠近主水管16密封端的支管17，从而保持管路内的水压平衡，而喷头在更换时，先将阀门22关闭，换完后再开启即可。
在本实施例中，如图4和5所示，结晶器包括铜管1和壳体2，铜管1贯穿壳体2，壳体2的内壁与铜管1的外壁间形成密封的腔室，铜管1的外壁上沿其周向设置有隔板3，隔板3为若干块且沿铜管1的轴心线方向均布，隔板3将腔室分隔为若干冷却室，壳体2的内底面上设置有隔断板4，隔断板4延伸至壳体2的壳顶，隔板3上开设有一个通孔5，相邻隔板3上的通孔5分别位于隔断板4的两侧，壳体2上设置有进水管6与出水管7，进水管6与最下层的冷却室连通，出水管7与最上层的冷却室连通，最上层的通孔5与出水管7的进水端分别位于隔断板4的两侧，最下层的通孔5与进水管6分别位于隔断板4的两侧，冷却水充满腔室后，从底部进入的冷却水沿铜管1外壁盘旋上升流出腔室，而无隔板3设计的腔室其冷却水充满腔室后，从底部进入的冷却水沿铜管1的外壁上升流出腔室，盘旋上升的冷却水的行程变大，其热交换时间变长，提高了冷却水的利用率。
在本实施例中，如图4和5所示，冷却室的内壁上设置有扰流条8，扰流条8沿铜管1的轴心线方向设置在壳体2上，扰流条8为若干，且绕铜管1的周向均布，扰流条8令每个冷却腔室内的冷却水均产生紊流，从而使得冷却室内的冷却水温度均匀，提高了冷却水的换热效率。
在本实施例中，如图4和5所示，壳体2的底部设置有设置有两对托辊架9，托管架绕铜管1的端口均布，托管架的横截面呈L型，每对托辊架9的内夹角背向设置，相邻托辊架9之间转动安装有导向辊10，导向辊10由高铬钢材料制成，结晶后的钢坯通过引锭装置拉出结晶器时与导向辊10接触，降低了钢锭呈弧形拉出结晶器发生锻炼的风险。
在本实施例中，如图4和5所示，壳体2的外壁上设置有底座11，底座11位于壳体2的中部，底座11的中点位于铜管1的轴心线上，底座11的边缘上开设有缺口12，螺栓的头部卡在缺口上，通过拧紧螺栓将结晶器可拆卸安装。
在本实施例中，如图4和5所示，进水管6与出水管7均贯穿底座11，进水管6的进水端、出水管7的出水端均设置有A法兰13，方便连接送水管和回水管。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种结晶器用的冷却系统，包括结晶器、水池以及加压泵站，所述加压泵站的进水端位于所述水池内，所述结晶器通过所述加压泵站进水，其特征在于：所述结晶器的出水端连接有主水管，所述主水管安装在所述水池的端口上且沿一边设置，所述主水管上设置有支管，所述水池的端口上还安装有挡水板，所述挡水板斜向所述水池的池底，所述支管上安装有朝向所述挡水板的喷头，所述喷头的喷射方向与所述挡水板的夹角为钝角；
所述结晶器包括铜管和壳体，所述铜管贯穿所述壳体，所述壳体的内壁与所述铜管的外壁间形成密封的腔室，所述铜管的外壁上沿其周向设置有隔板，所述隔板为若干块且沿所述铜管的轴心线方向均布，所述隔板将所述腔室分隔为若干冷却室，所述壳体的内底面上设置有隔断板，所述隔断板延伸至所述壳体的壳顶，所述隔板上开设有一个通孔，相邻所述隔板上的所述通孔分别位于所述隔断板的两侧，所述壳体上设置有进水管与出水管，所述进水管与最下层的所述冷却室连通，所述出水管与最上层的所述冷却室连通，最上层的所述通孔与所述出水管的进水端分别位于所述隔断板的两侧，最下层的所述通孔与所述进水管分别位于所述隔断板的两侧，所述进水管与所述加压泵站的出水端连接，所述出水管与所述主水管连接；冷却水充满腔室后，从底部进入的冷却水沿铜管外壁盘旋上升流出腔室。
2.根据权利要求1所述的一种结晶器用的冷却系统，其特征在于：所述支管为若干根，且沿所述主水管的轴心线方向设置，所述主水管的出水端封闭，所述主水管内滑动安装有活塞，所述主水管内还安装有弹簧，所述弹簧通过所述活塞压缩安装在所述主水管的出水端，靠近所述主水管出水端的所述支管通过所述活塞压缩所述弹簧开启。
3.根据权利要求1所述的一种结晶器用的冷却系统，其特征在于：所述冷却室的内壁上设置有扰流条，所述扰流条沿所述铜管的轴心线方向设置在所述壳体上，所述扰流条为若干，且绕所述铜管的周向均布。
4.根据权利要求1所述的一种结晶器用的冷却系统，其特征在于：所述壳体的底部设置有两对托辊架，所述托辊架绕所述铜管的端口均布，所述托辊架的横截面呈L型，每对所述托辊架的内夹角背向设置，相邻所述托辊架之间转动安装有导向辊。
5.根据权利要求1所述的一种结晶器用的冷却系统，其特征在于：所述壳体的外壁上设置有底座，所述底座位于所述壳体的中部，所述底座的中点位于所述铜管的轴心线上，所述底座的边缘上开设有缺口。
6.根据权利要求5所述的一种结晶器用的冷却系统，其特征在于：所述进水管与所述出水管均贯穿所述底座，所述进水管的进水端、所述出水管的出水端均设置有A法兰。
7.根据权利要求4所述的一种结晶器用的冷却系统，其特征在于：所述导向辊由高铬钢材料制成。
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