CN203778722U - 一种能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置 - Google Patents

Abstract

一种能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，属于连铸机冷却设备技术领域，用于对连铸机结晶器冷却水的温度进行调节。其技术方案是：它的结晶器冷却软水池、结晶器、换热器组形成热媒水循环，冷却公用净水池、换热器组、冷却塔形成冷媒水循环，热媒水循环和冷媒水循环通过换热器组进行换热，在初炼炉的冷却回水总管与换热器组的冷媒进水管之间增加升温管路，升温管路上安装有升温阀门，冷却公用净水池和升温管路之间的换热器冷媒进水管上安装有冷却水阀门。本实用新型的结构简单，能提高资源利用率，运行成本低，可以将结晶器冷却水温波动控制在28～31℃的区间，很好地缓解水温波动对结晶器传热的影响，明显地降低铸坯表面裂纹发生率。

Description

一种能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置

技术领域

本实用新型涉及一种连铸机结晶器冷却水装置，属于连铸机冷却设备技术领域。

背景技术

在连铸机作业过程中，结晶器冷却水是影响结晶器传热的最主要的因素之一，冷却水的流量、温度、流速等对铸坯质量有重要的影响。如果结晶器冷却水的温度发生较大的波动，就会引起热流密度产生较大的波动，进而影响结晶器的冷却效果，最终影响铸坯质量，其中引起的一个比较常见的质量缺陷为铸坯表面裂纹的增加。

环境因素是导致结晶器冷却水温度产生较大波动的最主要的原因。在中国大部分地区，冬夏环境温差较大，冬季结晶器冷却强度过大，较之夏季会出现更多的铸坯表面裂纹；另外，由于水况和相关设备原因， 同一浇次冷却水水温度波动10℃以上的现象也很常见，这同样会引起更多的质量问题。

中国专利公开号CN102248138A提供了一种实现周向均匀冷却的连铸结晶器，采用的是结晶器不同部位分腔冷却，根据传热特征调节水温、水压和流量，但控制手段复杂，且无法保证冷却水给水水温的稳定性，进而无法准确调节冷却水水温；中国专利公开号CN2325135Y提供了一种分段溢流喷淋式结晶器，采用的是受热后的结晶器冷却水分上下两段溢流，这种方法虽然可以对传热的稳定性有一定作用，但结晶器给水温度本身的波动对传热的影响，仍没有很好的解决。

总体来说，目前专门针对结晶器水温波动对传热影响的研究有限，虽然很多生产厂也意识到水温较大波动的危害，但至今没有一种能够既经济又方便的地对结晶器冷却水温度进行调节的结晶器冷却水装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，这种结晶器冷却水装置能够简便、有效地对结晶器冷却水的温度进行调节，以保证结晶器的冷却效果，提高铸坯质量。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，它的构成中包括结晶器冷却软水池、结晶器、换热器组、冷却公用净水池、冷却塔，结晶器冷却软水池、结晶器、换热器组和连接管路形成热媒水循环，冷却公用净水池、换热器组、冷却塔和连接管路形成冷媒水循环，热媒水循环和冷媒水循环通过换热器组进行换热，其改进之处是，在初炼炉的冷却回水总管与换热器组的冷媒进水管之间增加升温管路，升温管路上安装有升温阀门，冷却公用净水池和升温管路之间的换热器冷媒进水管上安装有冷却水阀门。

上述能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，所述升温管路中的升温阀门为电磁蝶阀，升温管路中还安装有电磁流量计、压差变送器、升温热电偶，电磁流量计、压差变送器、升温热电偶和升温阀门的信号输出端分别通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接。

上述能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，所述冷却公用净水池和升温管路之间的换热器冷媒进水管上安装的冷却水阀门为电磁蝶阀，冷却水阀门的信号输出端通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接。

上述能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，所述在结晶器冷却软水池内安装冷却水热电偶，冷却水热电偶的信号输出端通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接。

上述能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，所述换热器组由若干台可单独控制的换热器组成。

上述能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，泵站的可编程序控制器的信号输出端通过光缆分别与升温管路的升温阀门、换热器组的各组阀门、换热器冷媒水泵组的控制端相连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过热电偶对结晶器冷却水池的温度波动进行跟踪，反馈温度低于设定下限温度时，以初炼炉的冷却回水为热源，对连铸结晶器冷却给水进行预热升温；反馈温度高于设定上限温度时，通过调整换热器组以及冷媒水流速和流量的调节，增加冷却系统降温能力，从而使结晶器冷却水达到温度要求，最终实现结晶器冷却水的恒温控制。本实用新型不需新增热源，利用初炼炉的余热资源，只需在原有结晶器冷却水系统中增加一条升温管路，即可有效地利用初炼炉冷却回水的余热，以最简单、经济的结构解决了长期困扰连铸机结晶器冷却水温度不稳的问题。本实用新型具有结构简单、能提高资源利用率、设备改造及运行成本低的特点，可以将结晶器冷却水温波动控制在28～31℃的区间，很好地缓解水温波动对结晶器传热的影响，明显地降低铸坯表面裂纹发生率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：升温热电偶1、冷却水热电偶2、冷却水阀门3、压差变送器4、电磁流量计5、升温阀门6、结晶器冷却软水池7、结晶器8、换热器组9、初炼炉10、冷却公用净水池11、冷却塔12、升温管路13。

具体实施方式

本实用新型包括结晶器冷却软水池7、结晶器8、换热器组9、冷却公用净水池11、冷却塔12和升温管路13。

图中显示，结晶器冷却软水池7、结晶器8、换热器组9和连接管路形成热媒水循环，冷却公用净水池11、换热器组9、冷却塔12和连接管路形成冷媒水循环，热媒水循环和冷媒水循环通过换热器组9进行换热。

图中显示，在初炼炉10的冷却回水总管与换热器组9的冷媒进水管之间增加升温管路13，升温管路13上安装有电磁流量计5、压差变送器4、升温热电偶1、升温阀门6，升温阀门6为电磁蝶阀。电磁流量计5、压差变送器4、升温热电偶1和升温阀门6的信号输出端分别通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接，将流量、压力、温度、电磁阀开度等信号通过光缆输送给泵站的可编程序控制器PLC。

图中显示，冷却公用净水池11和升温管路13之间的换热器冷媒进水管上设有冷却水阀门3，冷却水阀门3为电磁蝶阀。冷却水阀门3的信号输出端通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接。在初炼炉10回水送入换热器组9前关闭冷却水阀门3，在初炼炉10管路停止向换热器组9送水后开启冷却水阀门3。

图中显示，在结晶器冷却软水池7内安装冷却水热电偶2，冷却水热电偶2的信号输出端通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接，可将温度信号通过光缆送入泵站的可编程序控制器中。由于结晶器冷却软水池7池水到结晶器8的温降可以准确测量，因此，根据结晶器冷却水恒温控制要求（28～31℃），将结晶器冷却软水池7的池水温度恒温控制在考虑管路温降后的对应温度区间，结晶器冷却软水池7设定的水温波动区间。

图中显示，换热器组9由若干台可单独控制的换热器组成。

图中显示，泵站的可编程序控制器的信号输出端通过光缆分别与升温管路13的升温阀门6、换热器组9的各组阀门、换热器冷媒水泵组的控制端相连接，用以调节阀门动作和泵组开启数量和开度。

本实用新型的工作过程如下：

（1）结晶器冷却水温波动控制在28～31℃的区间，并根据此温度控制区间结合管路的温降设定结晶器冷却软水池7的水温波动区间。

（2）当结晶器冷却软水池7的冷却水热电偶2测得温度低于设定的水温波动区间的下限温度时，关闭换热器的冷却水阀门3，开启升温阀门6，通过初炼炉回水接入升温管路13的电磁流量计5的实时流量反馈值调整初炼炉回水接入阀门的开度，保证流量满足温度调节需要；当冷却水热电偶2测得温度达到设定的水温波动区间时，关闭升温阀门6，同时开启冷却水阀门3，结晶器冷却水升温调节过程完成。 

（3）当结晶器冷却软水池7的冷却水热电偶2测得温度高于设定的水温波动区间的上限温度时，先根据结晶器软水回水流量改变换热器组9中换热器的开启数量，然后通过调整换热器冷媒水抽水泵组的使用数量及开度调整换热器冷媒水流量，保证结晶器冷却软水池7池水温度以＞0.1℃/S的速度降温到温度区间的温度上限以下。

在上述步骤（2）中开启升温阀门6要求初炼炉10的冷却回水水温高于38℃，冷却回水余压在0.3～1.0MPa。

在上述步骤（3）中冷却水热电偶2测得温度以＞0.1℃/S的速度降温。

本实用新型对连铸不同阶段结晶器冷却软水池7的温度波动进行跟踪，可以根据结晶器冷却给水的温度波动实时调节，从而达到结晶器冷却水动态恒温调节。本实用新型不需新增热源，只利用初炼炉10的余热资源，将结晶器冷却水温波动控制在28～31℃的区间，可很好的缓解水温波动对结晶器传热的影响，不但可以明显地降低铸坯表面裂纹发生率，还具有提高资源利用率、设备改造、运行成本低的特点。

本实用新型的一个实施例如下：

 在初炼炉10的冷却回水总管与换热器的冷媒水给水管之间接入升温管路13。初炼炉10回水温度56～60℃，利用初炼炉10回水余压（0.4MPa）使初炼炉10回水流过换热器，根据温度反馈信号精确控制升温阀门6动作，实现恒温的升温过程。

当结晶器冷却软水池7温度信号显示温度高于32℃时，调节对应阀门和泵组的动作，实现结晶器冷却软水池7水温以0.3℃/S的速度降低到32℃以内。由于本实施例采用窄范围温度上下限跟踪控制（结晶器冷却软水池7的水温区间29～30℃），且结晶器冷却软水池7池水到结晶器8温降约为1℃，进结晶器8的冷却水实际恒温控制范围约为28.5～30.5℃。本实用新型在冬季实施两个月后，连铸坯表面裂纹质量问题与前一年相同时间未实施本系统和方法比较，数量减少2013例。

Claims (6)

1.一种能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，它的构成中包括结晶器冷却软水池（7）、结晶器（8）、换热器组（9）、冷却公用净水池（11）、冷却塔（12），结晶器冷却软水池（7）、结晶器（8）、换热器组（9）和连接管路形成热媒水循环，冷却公用净水池（11）、换热器组（9）、冷却塔（12）和连接管路形成冷媒水循环，热媒水循环和冷媒水循环通过换热器组（9）进行换热，其特征在于：在初炼炉（10）的冷却回水总管与换热器组（9）的冷媒进水管之间增加升温管路（13），升温管路（13）上安装有升温阀门（6），冷却公用净水池（11）和升温管路（13）之间的换热器冷媒进水管上安装有冷却水阀门（3）。

2.根据权利要求1所述的能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，其特征在于：所述升温管路（13）中的升温阀门（6）为电磁蝶阀，升温管路（13）中还安装有电磁流量计（5）、压差变送器（4）、升温热电偶（1），电磁流量计（5）、压差变送器（4）、升温热电偶（1）和升温阀门（6）的信号输出端分别通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接。

3.根据权利要求2所述的能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，其特征在于：所述冷却公用净水池（11）和升温管路（13）之间的换热器冷媒进水管上安装的冷却水阀门（3）为电磁蝶阀，冷却水阀门（3）的信号输出端通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接。

4.根据权利要求3所述的能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，其特征在于：在结晶器冷却软水池（7）内安装冷却水热电偶（2），冷却水热电偶（2）的信号输出端通过光缆与泵站的可编程序控制器的信号输入端相连接。

5.根据权利要求4所述的能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，其特征在于：所述换热器组（9）由若干台可单独控制的换热器组成。

6.根据权利要求5所述的能调节温度的连铸机结晶器冷却水装置，其特征在于：泵站的可编程序控制器的信号输出端通过光缆分别与升温管路（13）的升温阀门（6）、换热器组（9）的各组阀门、换热器冷媒水泵组的控制端相连接。