CN205927044U

CN205927044U - 一种二冷区喷嘴的高效检测装置

Info

Publication number: CN205927044U
Application number: CN201620828444.9U
Authority: CN
Inventors: 朱正海
Original assignee: Maanshan Shangyuan Metallurgical Technology Co Ltd
Current assignee: Maanshan Shangyuan Metallurgical Technology Co Ltd
Priority date: 2016-07-31
Filing date: 2016-07-31
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2026-07-31

Abstract

本实用新型公开了一种二冷区喷嘴的高效检测装置，属于冶金行业连铸生产技术领域。本实用新型的二冷区喷嘴的高效检测装置，包括喷嘴以及与每个喷嘴分别连通的喷嘴管路，每一排喷嘴管路的上部与同一个安装件固定连接，每一个安装件上安装有一个振动检测仪。每个喷嘴管路的上部安装有一个第一卡箍，安装件上安装有与每一排喷嘴管路上每个第一卡箍相对应的第二卡箍，且每个第一卡箍与对应的第二卡箍固定连接。本实用新型提高了连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度。

Description

一种二冷区喷嘴的高效检测装置

技术领域

本实用新型属于冶金行业连铸生产技术领域，更具体地说，涉及一种连铸二冷区喷嘴工作状态的实时、高效检测装置。

背景技术

连铸是炼钢厂内钢水由液态凝固成铸坯的生产工序，在此工序的二次冷却段，铸坯需要进行喷水冷却。喷水冷却设备由多个扇形段组成，扇形段上布置了多排喷嘴，喷嘴的工作状态直接影响到铸坯的冷却效果，铸坯冷却不均匀会造成铸坯的表面和内部质量缺陷从而影响产品质量。具体的，当喷嘴被堵时，会导致铸坯表面温度不均匀，局部温度过高或者过低，这种铸坯温度异常波动的温差有时可达上百摄氏度，会形成铸坯表面或内部裂纹。尤其对于管线钢、包晶钢和含硼钢等裂纹敏感钢种，如果不能保证喷嘴的正常工作，纵裂、角横裂的发生率将大幅提高。

由于冷却水质、喷嘴结构、过滤器和高温结垢等因素的影响，喷嘴容易堵塞。同时，连铸机尤其是板坯连铸机扇形段喷嘴较多，虽然分成多个回路进行流量控制，但每个回路也是由多个喷嘴组成，个别喷嘴一旦堵塞，操作人员是难以观察到的。目前大多数钢厂检测喷嘴堵塞的方法为人工检测模式，即在连铸停浇后或生产过程中通过肉眼查看喷嘴状况。由于扇形段内大部分喷嘴位置都处在狭小的空间内，很难被清晰地观察到，所以这种模式不仅需要耗费大量的时间、人力，更重要的是无法保证检测结果的准确性。现代的大中型钢厂具有较高的信息化自动化水平，人工检测模式显然无法满足大型钢厂快节奏、高品质生产的管理要求。

对于如何提高连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度，现有技术中已给出大量相关技术方案，例如专利公开号：CN 104568410A，公开日：2015年4月29日，发明创造名称为：一种连铸二冷喷嘴工作状态在线判断方法，该申请案公开了一种连铸二冷喷嘴工作状态的在线判断方法，属冶金行业连铸生产技术领域，该申请案利用连铸机本身自带的自动控制系统，通过逐级提升各喷嘴压力，测量各喷嘴的流量值，建立数学模型对各喷嘴的理论流量值与实测流量值进行比较，从而判断各喷嘴是否堵塞或泄漏。该申请案不需对原有铸机进行硬件改造和硬件投入，通过理论流量与实测流量的比对即可判断扇形段各喷嘴的工作状态，实现连铸喷嘴工作状态的在线判断及监控，保证铸坯的二冷效果，适用于方坯、板坯等连铸机的二冷系统。但是该申请案还存在以下不足之处：连铸二冷区虽划分为多个回路进行压力流量控制，但由于每个回路的喷嘴数量较多，从几十至上百个，因此该申请案在堵塞喷嘴数量较少时难以判断，比较适合喷嘴大范围堵塞时的检测。

又如专利公开号：CN 203610635U，公开日：2014年5月28日，发明创造名称为：一种移动式连铸二冷区冷却介质动压测量仪，该申请案公开了一种移动式连铸二冷区冷却介质动压测量仪，包括外部框体、压力传感器单元、传感器单元集成杆和传感器信号集成器，外部框体的内部设有支撑架，传感器单元集成杆固定在外部框体和支撑架上，传感器单元集成杆上固定有呈线性排列的压力传感器单元，压力传感器单元通过信号线连接传感器信号集成器。该申请案能够用于连铸二冷段喷嘴堵塞检测、二冷冷却均匀性分析。但是该申请案还存在以下不足之处：(1)该申请案需在离线条件下进行，无法在线检测喷嘴工作状况，影响连铸二冷区的生产连续性；(2)传感器之间的间距为固定值，测试过程中，不能准确控制传感器与二冷区喷嘴的相对位置，测试结果容易出现偏差；(3)仪器体积较大，传感器导线连接错综复杂，不利于仪器的维护和检修。

还如专利公开号：CN 103487249A，公开日：2014年1月1日，发明创造名称为：连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法，该申请案公开了一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法，判定系统包括：无线测温节点、无线传感器网关及上位机；无线测温节点设置在连铸扇形段喷嘴附近，用于采集连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；无线传感器接收无线测温节点采集的即时温度信息，并将接收的即时温度信息发送至上位机；上位机比较每个喷嘴的即时温度信息，判断喷嘴是否出现了堵塞。该申请案提供的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，可以避免人工操作，提高了检测结果的准确性。但是该申请案还存在以下不足之处：该申请案能够在线判断具体每个喷嘴的工作状态，但扇形段中部位置的喷嘴附近空间非常狭小，无线测温装置很难安装，并且测温位置离铸坯较近，无线测温仪器在高温条件下寿命有限，同时安装无线测温仪器的成本相对较高。

综上所述，现有技术中主要通过对喷嘴流量、喷嘴温度和冷却介质压力的参数采集来检测连铸二冷区喷嘴的工作状态，但是均存在一定的不足之处。因此，如何设计出一种全新的连铸二冷区喷嘴工作状态的实时、高效检测装置，提高连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度，是现有技术中面临的一个新的技术问题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述不足，提供了一种二冷区喷嘴的高效检测装置，提高了连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的二冷区喷嘴的高效检测装置，包括喷嘴以及与每个喷嘴分别连通的喷嘴管路，每一排喷嘴管路的上部与同一个安装件固定连接，每一个安装件上安装有一个振动检测仪。

作为本实用新型更进一步的改进，每个喷嘴管路的上部安装有一个第一卡箍，所述安装件上安装有与每一排喷嘴管路上每个第一卡箍相对应的第二卡箍，且每个第一卡箍与对应的第二卡箍固定连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述安装件的中部固定有向上延伸的连接件，所述振动检测仪安装在所述连接件的顶部。

作为本实用新型更进一步的改进，所述振动检测仪被罩在安装于连接件顶部的隔热盒内部。

作为本实用新型更进一步的改进，所述振动检测仪为无线振动检测仪，该无线振动检测仪与交换机无线连接，交换机通过有线或无线方式与服务器连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述隔热盒通过螺栓安装于连接件的顶部。

作为本实用新型更进一步的改进，所述振动检测仪包括频率范围在20～1000Hz的微型加速度计。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的二冷区喷嘴的高效检测装置，仅仅需要在安装件上安装振动检测仪即可实现喷嘴工作状态检测的功能，提高了连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度，且无需对原有喷嘴或管路进行大面积改造，改造成本低，改造难度极小。

(2)本实用新型中，将每一排喷嘴管路的上部与同一个安装件固定连接，每一个安装件上安装有一个振动检测仪，因此，每个振动检测仪可测量出每一排喷嘴上发生的振动数据，当某个振动检测仪检测到异常的振动数据时，即可确定可能存在异常的对应一排喷嘴，再通过人工进一步检查对应的一排喷嘴，就能快速、准确找出具体发生堵塞的喷嘴。

(3)本实用新型的二冷区喷嘴的高效检测装置，摒弃了现有技术中利用喷嘴流量、喷嘴温度和冷却介质压力等参数作为表征喷嘴是否发生堵塞的直接思路，从间接的思路入手，创造性地提出了利用振动波来分析喷嘴的工作状态，能够显著提高连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度。

附图说明

图1为实施例1的二冷区喷嘴的高效检测装置的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、铸坯；2、导辊；3、喷嘴；4、喷嘴管路；5、隔热盒；6、安装件；7、交换机；8、服务器；9、连接件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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”等应做广义理解，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，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在连铸过程中，当连铸二冷区的喷嘴被堵塞时，会导致铸坯表面温度不均匀，局部温度过高或者过低，这种铸坯温度异常波动的温差有时可达上百摄氏度，会形成铸坯表面或内部裂纹。尤其对于管线钢、包晶钢和含硼钢等裂纹敏感钢种，如果不能保证喷嘴的正常工作，纵裂、角横裂的发生率将大幅提高。与此同时，由于冷却水质、喷嘴结构、过滤器和高温结垢等因素的影响，喷嘴十分容易堵塞，且连铸机尤其是板坯连铸机扇形段喷嘴较多，个别喷嘴一旦堵塞，操作人员是难以观察到的。

当喷嘴被堵塞时，喷嘴内流通冷却介质的通道因为堵塞而变小，从而直接使得喷嘴内冷却介质的压力提高，喷嘴内冷却介质的流量降低，由此造成喷嘴附近的温度相对上升，因此，喷嘴流量、喷嘴温度和冷却介质压力是表征喷嘴是否发生堵塞的最直接参数；现有技术中也主要通过对喷嘴流量、喷嘴温度和冷却介质压力的参数采集来检测连铸二冷区喷嘴的工作状态(即检测喷嘴是否发生堵塞)，但是均存在一定的不足之处。例如采用喷嘴流量的参数采集来检测连铸二冷区喷嘴的工作状态时，由于扇形段上喷嘴较多，在每个喷嘴上放置流量传感器安装难度很大，且需对原有喷嘴或管路进行大面积改造，改造成本高，改造难度大；又如采用冷却介质压力的参数采集来检测连铸二冷区喷嘴的工作状态时，需要在离线条件下进行，无法在线检测喷嘴工作状况，影响连铸二冷区的生产连续性；且必须将压力传感器准确地放置在喷嘴的正对位置，一旦压力传感器的放置位置产生偏移，则无法准确测量冷却介质压力，而喷嘴数量众多，难以保证每个喷嘴的冷却介质压力均被准确测量，同时由于管路的设计，即使在不发生堵塞的前提下，不同喷嘴上的冷却介质压力也是有区别的，这对根据冷却介质压力来推断喷嘴工作状态的工作大大增加了难度，喷嘴工作状态检测结果的准确度有待提高；再如采用喷嘴温度的参数采集来检测连铸二冷区喷嘴的工作状态时，扇形段中部位置的喷嘴附近空间非常狭小，测温装置很难安装，并且测温位置离铸坯较近，测温装置在高温条件下寿命有限；并且连铸时拉速不同，喷嘴温度也会相应变化，这对根据喷嘴温度来推断喷嘴工作状态的工作大大增加了难度，喷嘴工作状态检测结果的准确度有待提高。

综上所述，如何克服现有连铸二冷区喷嘴工作状态检测方法的种种不足，设计出一种全新的二冷区喷嘴的高效检测装置，提高连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度，是现有技术中亟需解决的一个技术问题。对于现有技术中利用喷嘴流量、喷嘴温度和冷却介质压力等作为表征喷嘴是否发生堵塞的直接参数，发明人经过大量现场实验总结，创造性地提出利用振动波来分析喷嘴的工作状态，即利用振动波作为表征喷嘴是否发生堵塞的间接参数，显著提高了连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度。

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1所示，铸坯1在导辊2的支撑和引导下通过连铸二冷区，本实施例的二冷区喷嘴的高效检测装置，包括喷嘴3以及与每个喷嘴3分别连通的喷嘴管路4，每一排喷嘴管路4的上部与同一个安装件6固定连接，每一个安装件6上安装有一个振动检测仪。振动检测仪用于检测冷却介质在喷嘴3中喷出时，喷嘴3上发生的振动数据，理论上振动检测仪只要安装在与每个喷嘴3固连的部件上，即可测量出该喷嘴3上发生的振动数据。但是，但由于连铸二冷区的喷嘴数量较多，在每个喷嘴管路4上均安装一个振动检测仪成本很大，本实施例中，将每一排喷嘴管路4的上部与同一个安装件6固定连接，每一个安装件6上安装有一个振动检测仪，因此，每个振动检测仪可测量出每一排喷嘴3上发生的振动数据，当某个振动检测仪检测到异常的振动数据时，即可确定可能存在异常的对应一排喷嘴3，再通过人工进一步检查对应的一排喷嘴3，就能快速、准确找出具体发生堵塞的喷嘴3。本实施例中，冷却介质通过喷嘴管路4直接到达喷嘴3，冷却介质在喷嘴3流出时，会同步在喷嘴管路4和喷嘴3上产生振动，将振动检测仪安装在与一排喷嘴管路4固定连接的振动检测仪上，能在避免喷嘴3周围高温的前提下，直接地测量出对应一排喷嘴3上发生的振动数据。

具体的：每个喷嘴管路4的上部安装有一个第一卡箍，安装件6上安装有与每一排喷嘴管路4上每个第一卡箍相对应的第二卡箍，且每个第一卡箍与对应的第二卡箍固定连接。本实施例中，通过第一卡箍、第二卡箍能方便的将每排喷嘴管路4与安装件6之间进行固连，且通过改变第二卡箍在安装件6上的安装位置和数量，可以适应每一排喷嘴管路4上喷嘴管路4之间不同的间距和不同数量的喷嘴管路4，安装的灵活性更大。

安装件6的中部固定有向上延伸的连接件9，振动检测仪安装在连接件9的顶部，由于喷嘴3靠近铸坯1，喷嘴3周围的温度较高，本实施例中，安装件6的中部固定有向上延伸的连接件9，振动检测仪安装在连接件9的顶部，使得振动检测仪远离了高温区域，对振动检测仪起到保护作用。

具体的，振动检测仪被罩在安装于连接件9顶部的隔热盒5内部，本实施例中，将振动检测仪设置在隔热盒5内部，进一步对振动检测仪起到高温隔绝保护的作用。本实施例中，隔热盒5由耐火材料制成，该耐火材料包括以下质量百分比的物质：65.2～93.4％CaO，0.1～3.7％BN，2.1～16.5％MnO，1.1～10.8％Al₂O₃，0.1～6.3％ZrB₂，0.3～15.2％SiO₂(具体本实施例中取65.5％CaO，0.7％BN，12.5％MnO，5.2％Al₂O₃，3.4％ZrB₂，5.2％SiO₂)。采用上述耐火材料制成的隔热盒5耐高温性能良好，结构强度高。

振动检测仪为无线振动检测仪，该无线振动检测仪与交换机7无线连接，交换机7通过有线或无线方式与服务器8连接。本实施例中，振动检测仪中包含无线传输模块，使得振动检测仪与交换机7无线连接，避免了大量电缆的使用，数据传输的更加便捷，具体本实施例中交换机7通过工业以太网与服务器8进行通讯，服务器8可设置在远离连铸机的远端，便于远程监控，交换机7将采集的数据传输至服务器8，不需通过连铸PLC系统)，服务器8能对振动检测仪采集的数据进行保存、比对和分析判断。

隔热盒5通过螺栓安装于连接件9的顶部，由于隔热盒5与连接件9的顶部可拆卸连接，因此，一旦发现隔热盒5内的振动检测仪发生故障，可方便的取下隔热盒5，对隔热盒5内的振动检测仪进行更换，更换后再方便的将隔热盒5安装到连接件9的顶部。

具体的，本实施例中振动检测仪包括频率范围在20～1000Hz的微型加速度计，该微型加速度计由于体积小巧，能够被方便的安装，且无需电源、质量轻、精度高、适应温度范围广，价格便宜；该微型加速度计的频率范围在20～1000Hz，上述频率范围与连铸生产中喷嘴3上发生的实际振动频率范围相配合，因此该微型加速度计的测量精度较高(微型加速度计的频率测量范围恰当的涵盖了喷嘴3上发生振动的频率范围，有利于提高微型加速度计的测量精度)。

本实施例的二冷区喷嘴的高效检测装置，仅仅需要在安装件6上安装振动检测仪即可实现喷嘴工作状态检测的功能，提高了连铸二冷区喷嘴工作状态检测的效率和准确度，且无需对原有喷嘴或管路进行大面积改造，改造成本低，改造难度极小。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种二冷区喷嘴的高效检测装置，包括喷嘴(3)以及与每个喷嘴(3)分别连通的喷嘴管路(4)，其特征在于：每一排喷嘴管路(4)的上部与同一个安装件(6)固定连接，每一个安装件(6)上安装有一个振动检测仪。

2.根据权利要求1所述的二冷区喷嘴的高效检测装置，其特征在于：每个喷嘴管路(4)的上部安装有一个第一卡箍，所述安装件(6)上安装有与每一排喷嘴管路(4)上每个第一卡箍相对应的第二卡箍，且每个第一卡箍与对应的第二卡箍固定连接。

3.根据权利要求2所述的二冷区喷嘴的高效检测装置，其特征在于：所述安装件(6)的中部固定有向上延伸的连接件(9)，所述振动检测仪安装在所述连接件(9)的顶部。

4.根据权利要求3所述的二冷区喷嘴的高效检测装置，其特征在于：所述振动检测仪被罩在安装于连接件(9)顶部的隔热盒(5)内部。

5.根据权利要求4所述的二冷区喷嘴的高效检测装置，其特征在于：所述振动检测仪为无线振动检测仪，该无线振动检测仪与交换机(7)无线连接，交换机(7)通过有线或无线方式与服务器(8)连接。

6.根据权利要求5所述的二冷区喷嘴的高效检测装置，其特征在于：所述隔热盒(5)通过螺栓安装于连接件(9)的顶部。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的二冷区喷嘴的高效检测装置，其特征在于：所述振动检测仪包括频率范围在20～1000Hz的微型加速度计。