CN203679204U - 一种移动式连铸二次冷却喷淋水装置 - Google Patents
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Abstract
一种移动式连铸二次冷却喷淋水装置，涉及连铸二冷却喷淋水装置，解决现有装置影响铸坯质量的问题，本装置包含连铸机上现有的二冷喷淋装置，还加装一个移动式喷淋水装置，其包含横向导轨，安装在连铸机扇形段二冷区的扇形段框架上；两个滑块，安装在横向导轨上，并通过各自连接的一个电机沿横向导轨滑动；两根喷淋管，一端固定于一个滑块上，另一端为喷口；两根内置管，内置在一根喷淋管内，内置管外壁与喷淋管内壁之间注入冷却水；内置管管内连通气源。本装置采用增加局部冷却点的方式在铸坯宽度方向上使得铸坯的凝固坯壳均匀生长，从而消除因为结晶器流场导致的铸坯眼镜形凝固形态，提高了铸坯质量，本装置结构简单，使用、维护方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及连铸二冷却喷淋水装置，尤其是指一种移动式连铸二次冷却喷淋水装置。
背景技术
连铸过程中，为了得到外部和内部质量优良的连铸坯，铸坯的冷却非常关键，其中，铸坯沿着拉坯方向和横向的均匀冷却至关重要。在横向上如果冷却不均匀则会导致铸坯坯壳厚度的不均匀，不仅会因热应力集中而产生裂纹，在凝固后期会造成局部偏析和缩孔。要使铸坯坯壳厚度均匀，不仅与冷却水量相关，而且与连铸结晶器内流场形态有直接关系。在结晶器内部，钢液从浸入式水口出来后形成四个漩涡，分别位于铸坯横向的1/4和3/4的地方，这两个地方的钢液最后凝固，坯壳在这两个地方也是最薄弱，这种险象被称为W形或眼镜形液芯凝固（简称W形或眼镜形凝固）。这两处的凝固不能够得到补缩，最后形成酥松和偏析。
如图1所示，在铸坯1浇铸过程中，钢水从浸入式水口5两侧的吐出口吐出，在结晶器3内形成向上和向下的四个钢液漩涡4，其中两个在遇到铸坯侧面后向上返流到结晶器液面，另两个漩涡向下深入到铸坯中，这四个漩涡的中心处于铸坯宽度方向的1/4和3/4处，在进入扇形段二冷（二次冷却）区后，铸坯在二冷喷淋的横向均匀冷却后逐步凝固，但在四个钢液漩涡存在的铸坯宽度方向的1/4和3/4处的钢液最后凝固，存在W形或者眼镜形凝固形态2，导致铸坯坯壳厚度不均匀，该形态在铸坯凝固后期得不到钢液补缩，会在铸坯中心形成疏松（缩孔）和偏析，尤其是四个漩涡存在的地方尤为明显，严重影响铸坯质量。
为了消除在凝固后期形成的眼镜形液芯，需要对最后的局部凝固加强冷却。但在传统的连铸机二冷喷淋装置中，在铸坯横向上都是均匀喷淋，均匀冷却的，达不到对眼镜形液芯处加强冷却的效果。在现有技术中，都是为了使得冷却更加均匀，很少在横向上实施局部加强冷却,尤其是针对结晶器流程形成的眼镜形凝固，在最后的凝固点，也就是眼镜形液芯处，形成了明显偏析和疏松点。例，在CN202411373U中提供了一种无极幅切喷淋装置，该装置主要是通过左右支撑导槽来改变喷嘴位置控制水流密度，其目的是为了冷却不同宽度的铸坯。在CN102430733A中，提出一种厚板二冷喷淋宽度在线幅切控制方法，主要由支撑架和收集倒流装置将喷嘴在铸坯角部多余的冷却水收集起来，避免对铸坯角部形成过冷，其目的是为了解决厚板角部裂纹的问题。在CN102717046A中，铸坯上方的边部喷淋架可自由的升、降，从而改变喷嘴高度而形成不同宽度的喷淋冷却，主要是为了适应不同宽度范围的铸坯冷却。在CN202894256U中喷淋管安装在倾斜的支撑臂上，喷淋架可在支撑臂上滑动，从而形成不同宽度的冷却。从上面已申请的专利文件可以看到，现有的连铸机二冷喷装置都是在解决铸坯不同宽度的冷却和角部裂纹问题，并没有解决铸坯因流场形成的眼镜形液芯，也就没有彻底解决铸坯的中心偏析和疏松问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种在连铸中能够消除钢液漩涡导致的眼镜形凝固形态，从而使铸坯坯壳厚度均匀，有利于提高铸坯质量。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种移动式连铸二次冷却喷淋水装置，用于连铸机上，包含二冷喷淋装置，所述二冷喷淋装置由均匀设置的数个喷淋器组成，设置在连铸机扇形段二冷区中的铸坯横向上部，喷淋器的喷口对准所述铸坯上表面，其特征在于，在所述连铸机扇形段二冷区中铸坯的横向上部加装一个移动式喷淋水装置，所述移动式喷淋水装置包含：
横向导轨，置于所述连铸机扇形段二冷区中的铸坯横向上部，并与铸坯的横向平行，其两端安装在连铸机扇形段二冷区的扇形段框架上；
两个滑块，分别安装在横向导轨上，并分别通过各自连接的一个电机，沿横向导轨滑动；
两根喷淋管，每根喷淋管一端分别固定于一个滑块上，另一端为喷口，喷口对准铸坯上表面；
两根内置管，其外径小于所述喷淋管内径，分别内置在一根喷淋管内，与喷淋管组成一根双管型喷管，在内置管的外壁与喷淋管的内壁之间注入冷却水；内置管的管内连通气源。
所述内置管的外壁与喷淋管的内壁之间注入的冷却水与水源之间设有流量控制阀。
所述喷淋管的内径为15-30mm。
所述内置管的外径比喷淋管的内径相应小5mm-10mm。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的移动式连铸二次冷却喷淋水装置采用增加局部冷却点的方式在铸坯宽度方向上使得铸坯的凝固坯壳均匀生长，从而消除因为结晶器流场导致的铸坯W形或眼镜形凝固形态，降低铸坯中心局部酥松和缩孔的程度，提高了铸坯质量，并所增加的局部冷却点可以横向移动，横向移动的位置根据漩涡点位置来确定，使装置可根据浇铸铸坯的宽度和浸入水口形式在横向上移动局部冷却的位置，适用于不同宽度的铸坯和浸入式水口。该装置结构简单，使用、维护方便。
为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1为结晶器流场和眼镜形凝固形态的示意图；
图2为本实用新型移动式连铸二次冷却喷淋水装置结构示意图；
图3为图2中导轨、滑块、电机及喷淋管的连接结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合实施例的附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
参见图2－图3，本实用新型移动式连铸二次冷却喷淋水装置用于连铸机上，是在连铸机扇形段二冷区现有的二冷喷淋装置7的基础上再加装移动式喷淋水装置，所述二冷喷淋装置7设置在连铸机扇形段二冷区中铸坯1的横向（宽度方向）上部，由均匀设置的数个喷淋器71组成，喷淋器71的喷口对准铸坯1的上表面，其能使铸坯1的横向部分均匀冷却，但达不到对眼镜形液芯处加强冷却的效果，为此，需在所述连铸机扇形段二冷区中铸坯1的横向上部加装移动式喷淋水装置，所述移动式喷淋水装置包含：
横向导轨12，置于所述连铸机扇形段二冷区的铸坯1横向（宽度方向）上部，并与铸坯1的横向平行，其两端安装在连铸机扇形段二冷区的扇形段框架（未图示）上；
两个滑块10，分别安装在横向导轨12上，并分别通过各自连接的一个电机11，沿着横向导轨12滑动；
两根喷淋管9，每根喷淋管一端分别固定于一个滑块10上，另一端为喷口，喷口对准铸坯1上表面，喷淋管9的内径为15-30mm；
两根内置管8，其外径小于所述喷淋管9的内径，分别内置在一根喷淋管9内，与喷淋管9组成一根双管型喷管，在内置管8的外壁与喷淋管9的内壁之间注入冷却水，注入的冷却水与水源之间设有流量控制阀（未图示）；内置管8的管内连通气源；内置管8的外径比喷淋管9的内径相应小5mm-10mm；双管型喷管的冷却原理：冷却水从内置管8的外壁与喷淋管9的内壁之间向铸坯1喷射，空气从内置管8内向铸坯1喷射，冷却水在空气的压力下进行雾化，从而形成雾化冷却水。
图2中的标记6为连铸机扇形段内的支承辊6。
整个移动式连铸二次冷却喷淋水装置冷却过程如下：根据浇铸铸坯1宽度和浸入式水口5形式，选择两根喷淋管9在铸坯1宽度方向的位置（通过控制两个电机11带动与其连接的滑块10移动，从而带动连接在滑块11上的喷淋管9移动），使两根喷淋管9的喷口各自对准铸坯1上形成眼镜形凝固形态2的两个眼镜点位置，使两根喷淋管9及其内置管8产生的雾化冷却水对该两个眼镜点位置增加局部冷却的强度，从而增大该两处的凝固坯壳厚度，克服坯壳厚度不均匀的状态，从而消除W形或者眼镜形凝固形态2。
本装置根据铸坯1厚度确定喷淋管9的喷水量，通过流量控制阀控制冷却水量。例如浇铸断面宽1450mm、厚度230mm的铸坯1，采用两孔浸入式水口5的吐出孔向下15°。根据数值模拟计算和铸坯低倍检验，可以确定结晶器流场漩涡4的位置处于铸坯宽度中心两侧的350mm处。通过电机11移动滑动10的位置，将两根喷淋管9移动到距离铸坯中心350mm的位置。在该区的原来的二冷喷淋装置7的冷却水流密度为130L/m2/min，而移动喷淋在350mm位置需要增加20L/m2/min的冷却水量（喷淋管9喷出的水量），该水量通过流量控制阀来调节。当浇铸不同断面或者采用新的浸入水口式，再次确定结晶器流场漩涡在铸坯宽度方向的位置，通过电机移动滑块带动喷淋管实施局部冷却。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
Claims (4)
1.一种移动式连铸二次冷却喷淋水装置，用于连铸机上，包含二冷喷淋装置，所述二冷喷淋装置由均匀设置的数个喷淋器组成，设置在连铸机扇形段二冷区中的铸坯横向上部，喷淋器的喷口对准所述铸坯上表面，其特征在于，在所述连铸机扇形段二冷区中铸坯的横向上部加装一个移动式喷淋水装置，所述移动式喷淋水装置包含：
横向导轨，置于所述连铸机扇形段二冷区中的铸坯横向上部，并与铸坯的横向平行，其两端安装在连铸机扇形段二冷区的扇形段框架上；
两个滑块，分别安装在横向导轨上，并分别通过各自连接的一个电机，沿横向导轨滑动；
两根喷淋管，每根喷淋管一端分别固定于一个滑块上，另一端为喷口，喷口对准铸坯上表面；
两根内置管，其外径小于所述喷淋管内径，分别内置在一根喷淋管内，与喷淋管组成一根双管型喷管，在内置管的外壁与喷淋管的内壁之间注入冷却水；内置管的管内连通气源。
2.如权利要求1所述的移动式连铸二次冷却喷淋水装置，其特征在于：
所述内置管的外壁与喷淋管的内壁之间注入的冷却水与水源之间设有流量控制阀。
3.如权利要求1所述的移动式连铸二次冷却喷淋水装置，其特征在于：
所述喷淋管的内径为15-30mm。
4.如权利要求1或3所述的移动式连铸二次冷却喷淋水装置，其特征在于：
所述内置管的外径比喷淋管的内径相应小5mm-10mm。
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| CN201320860086.6U CN203679204U (zh) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | 一种移动式连铸二次冷却喷淋水装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104131165A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-11-05 | 大连理工大学 | 一种电子束熔炼装置及利用该装置制备铌基超高温合金的方法 |
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2013
- 2013-12-24 CN CN201320860086.6U patent/CN203679204U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN104131165A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-11-05 | 大连理工大学 | 一种电子束熔炼装置及利用该装置制备铌基超高温合金的方法 |
| CN104131165B (zh) * | 2014-07-03 | 2017-04-12 | 大连理工大学 | 一种电子束熔炼装置及利用该装置制备铌基超高温合金的方法 |
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