CN114833332A - 钢包水口流量调节装置 - Google Patents

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张元奇
刘刚
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Abstract

本发明提供一种钢包水口流量调节装置，其特征在于，在钢包水口两侧增设电磁强度可控的电磁设备，且保证钢包水口流出钢水流经该电磁场；本发明在水口两侧形成电磁场，当水口中有钢水流过时，钢水内产生电涡流，进而形成感应磁场，与电磁铁磁场相互作用，实现水口内钢水的制动(减速)目的。此方案设备结构简单，操作方便且安全可靠，增加对过渡钢包水口流量的主动控制手段，实现对进入铸机熔池钢水流量的精准控制。

Description

钢包水口流量调节装置
技术领域
本发明涉及冶金行业，技术领域，具体而言，尤其涉及在连铸、短流程连铸连轧及超短流程铸轧的中间钢包水口钢水流量的调节控制。
背景技术
已知现有钢包多加装塞棒或者滑板装置，用以调节钢包水口有效开口度，达到调节控制钢包水口钢水流量的目的；也有用定径水口，靠钢包水口截面限流特性实现水口钢水流量控制的目的。
如美国纽克公司超短流程铸轧技术，其中间钢包水口采用滑板控制水口钢水流量；过渡钢包采用定径水口节流特性实现流量稳定控制。
已有技术中间钢包与过渡钢包各自独立设计，中间钢包采用滑板控制水口钢水流量，过渡钢包采用定径水口节流实现钢水流量控制。这种方案过渡钢包水口钢水流量完全取决于其水口内钢水液位。这种方案不能实现对过渡钢包水口流量的直接控制，控制难度大，响应时间长。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种能够实时精准主动控制钢包水口流量的钢包水口流量调节装置。本发明主要利用在钢包水口两侧增设形成电磁场的设备，当水口中有钢水流过该电磁场时，钢水内产生电涡流，进而形成感应磁场，与电磁场相互作用，实现水口内钢水的制动(减速)目的，从而实现主动控制水口流量。
本发明采用的技术手段如下：
一种钢包水口流量调节装置，在钢包水口两侧增设电磁强度可控的电磁设备，且保证钢包水口流出钢水流经该电磁场。
进一步的，
还包括：用于检测钢包水口流出钢水流入的在结晶辊上方形成的结晶熔池液位的液位检测仪。
进一步的，
上述电磁设备包括：电磁铁A、电磁铁B以及用于控制电磁铁A和电磁铁B的电磁强度的电控装置；
上述电磁铁A的作用端和电磁铁B的作用端设置于钢包水口长度方向的两侧，且电磁铁A的作用端和电磁铁B的作用端为异极相吸设置。
进一步的，
电磁铁A和电磁铁B电磁铁靠一对桥接铁芯实现首尾(S极和N极)相连的组成一个整体；
上述桥接铁芯包括：桥接铁芯A和桥接铁芯B；
上述电磁铁A包括：铁芯A和套置在铁芯A上的电磁线圈A；
上述电磁铁B包括：铁芯B和套置于铁芯B上的电磁线圈B；
桥接铁芯A和桥接铁芯B分别连接铁芯A和铁芯B的左右两侧实现首尾相连。
进一步的，
上述电磁线圈A和电磁线圈B均封装在冷却套内，冷却套内通有冷却液 (或冷空气)，冷却套两侧设置有冷却液(或冷空气)进出快换卡套接头，通过软管与外部配套循环冷却设备相连。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、以非接触式的限流结构来实现对定型水口钢液流量的主动精准控制。这种控制方式不仅能保证结晶熔池和钢包内液位的稳定，而且通过增加主动控制手段，有效提高控制的响应速度，同时大幅度提高控制精度。
2、采用撬装式模块化设计，拆装方便，互换性良好，非接触式钢水限流结构，确保设备保持长寿命周期。用巧妙的构思、合理的结构及较低的成本，获取最大性能和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的爆炸图。
图2为本发明安装后结构示意图。
图3为本发明的原理图。
图中：1、钢液；2、成型水口；3、耐火材料；4、钢包壳体；5、桥接铁芯A；6、电磁线圈A；7、铁芯A；8、桥接铁芯B；9、电磁线圈A；10、铁芯B；11、电控柜。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1至图3所示，一种钢包水口流量调节装置，在钢包水口两侧增设电磁强度可控的电磁设备，且保证钢包水口流出钢水流经该电磁场。
进一步的，
还包括：用于检测钢包水口流出钢水流入的在结晶辊上方形成的结晶熔池液位的液位检测仪。
进一步的，
上述电磁设备包括：电磁铁A、电磁铁B以及用于控制电磁铁A和电磁铁B的电磁强度的电控装置；
上述电磁铁A的作用端和电磁铁B的作用端设置于钢包水口长度方向的两侧，且电磁铁A的作用端和电磁铁B的作用端为异极相吸设置。
进一步的，
电磁铁A和电磁铁B电磁铁靠一对桥接铁芯实现首尾(S极和N极)相连的组成一个整体；
上述桥接铁芯包括：桥接铁芯A和桥接铁芯B；
上述电磁铁A包括：铁芯A和套置在铁芯A上的电磁线圈A；
上述电磁铁B包括：铁芯B和套置于铁芯B上的电磁线圈B；
桥接铁芯A和桥接铁芯B分别连接铁芯A和铁芯B的左右两侧实现首尾相连。
进一步的，
上述电磁线圈A和电磁线圈B均封装在冷却套内，冷却套内通有冷却液 (或冷空气)，冷却套两侧设置有冷却液(或冷空气)进出快换卡套接头，通过软管与外部配套循环冷却设备相连。
如图1所示，其中钢包本体由钢包壳体4、耐火材料3、成型水口2组合成一个整体。其中电磁铁包括一对靠桥接铁芯首尾(S极和N极)相连的电磁铁A、电磁铁B组成一个整体；桥接铁芯包括桥接铁芯A5和桥接铁芯B8，电磁铁A包括电磁线圈A9和铁芯A10，电磁铁B包括电磁线圈B6和铁芯B7，电磁线圈带冷却接口及冷却管道接口。其中电控柜主要由电控柜11及其附属设备(电缆等，图中未示出)组成。钢液1自其它钢包流入并从成型水口 2流出。
如附图2所示，钢液1自其它钢包流入并从钢包4底部的成型水口2流出。其中电磁铁A和电磁铁B通过桥接铁芯A5和桥接铁芯B8连接在一起组成调节装置的主体部分，通过螺栓等紧固件固定在钢包壳体4上，使其串联的两个电磁铁的两个磁极骑在钢包壳体4底部的成型水口2两侧，在通电时可在成型水口两侧产生磁场。
如附图3所示工作原理示意图，该装置还包括：结晶辊13及其附属零部件侧封板(图中未示出)围成的结晶熔池12、结晶熔池上方的液位检测仪14；工作时，钢液1靠自重从成型水口2向下流入结晶辊13及其附属零部件组成的结晶熔池12中。当电磁铁不给电时，钢液流出钢包的速度取决于钢包内钢液的液位高度(静压力)。当电磁铁给电时，在两个电磁铁芯间(成型水口2)形成磁场，钢液1在横穿磁场切割磁力线时内部产生电涡流，电涡流产生的电磁感应会阻碍钢液向下流动，从而达到降低钢液流速的目的。通过调节电磁铁线圈电流大小来改变成型水口2范围内的磁场强度，用以改变对成型水口2内钢液流动施加的阻力大小，从而实现对成型水口2钢液流速的调节和精准控制。液位检测仪14用于监测结晶熔池12的液面高度，并将信号传送至控制系统，控制系统依据结晶熔池12的液面高度计算出应提供给电磁铁的电流大小。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种钢包水口流量调节装置，其特征在于，在钢包水口两侧增设电磁强度可控的电磁设备，且保证钢包水口流出钢水流经该电磁场。
2.根据权利要求1所述的一种钢包水口流量调节装置，其特征在于，
还包括：用于检测钢包水口流出钢水流入的在结晶辊(11)上方形成的结晶熔池(10)液位的液位检测仪。
3.根据权利要求1所述的一种钢包水口流量调节装置，其特征在于，
上述电磁设备包括：电磁铁A、电磁铁B以及用于控制电磁铁A和电磁铁B的电磁强度的电控装置；
上述电磁铁A的作用端和电磁铁B的作用端设置于钢包水口长度方向的两侧，且电磁铁A的作用端和电磁铁B的作用端为异极相吸设置。
4.根据权利要求2或3所述的一种钢包水口流量调节装置，其特征在于，
电磁铁A和电磁铁B电磁铁靠一对桥接铁芯实现首尾(S极和N极)相连的组成一个整体；
上述桥接铁芯包括：桥接铁芯A和桥接铁芯B；
上述电磁铁A包括：铁芯A和套置在铁芯A上的电磁线圈A；
上述电磁铁B包括：铁芯B和套置于铁芯B上的电磁线圈B；
桥接铁芯A和桥接铁芯B分别连接铁芯A和铁芯B的左右两侧实现首尾相连。
5.根据权利要求4所述的一种钢包水口流量调节装置，其特征在于，
上述电磁线圈A和电磁线圈B均封装在冷却套内，冷却套内通有冷却液或冷空气，冷却套两侧设置有冷却液或冷空气进出快换卡套接头，通过软管与外部配套循环冷却设备相连。
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