CN206273433U - 一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置 - Google Patents
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Abstract
一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，包括中间包系统及设置在中间包系统出液端的钢液雾化喷嘴，中间包系统设置有进液室和出液室，在进液室和出液室之间设置有一钢液通道，在该钢液通道及出液室内的位置处设置有一钢液恒温装置对钢液的温度及液位进行控制。本实用新型能够有效地稳定浇铸温度，能够提高雾化末期钢水的温度，能够按照工艺要求与感应式加热线圈配合，自动地调节钢液的温度，并配合出液用塞棒，有助于平衡中间包系统的蓄热，从而减少开浇过程钢水在导液管处凝结的概率，且本实用新型还能能够有效的建立钢水液位，从而促进开浇过程和浇铸过程中夹杂物的上浮，减少夹杂物堵塞导液管和进入最终锭坯的几率。
Description
技术领域
本实用新型涉及恒温装置领域，尤其涉及一种应用于采用快速凝固的方法制备特殊材料的喷射成形制备产品中的钢液恒温装置。
背景技术
目前，在各家钢铁生产领域中采用了一种新技术-喷射成形，该喷射成形是一种采用快速凝固的方法制备特殊材料的技术，该技术兼具有近终形加工和半固态加工的双重特点。
喷射成形是用雾化喷嘴内高压惰性气体将从中间包内经过导液管流出的合金液流雾化成细小的熔滴，熔滴在高速气流的作用下飞行并被逐渐冷却，在这些熔滴尚未完全凝固前将其沉积到具有一定形状的沉积器上，通过改变熔滴射流与沉积器的相对位置和沉积器的运动形式，可以得到盘(柱)、管(环)、板(带)等不同形状的半成品坯件。
而在实际生产工作中发现，钢液在浇铸过程中，随着熔炼炉的开启及时间的推移，根据钢水会产生温降，从而导致中间包内的浇铸液位不稳定，无法保证喷射钢液温度的稳定性，严重时中间包内的钢水甚至不能顺利流出导液管，大大影响了产品质量。
专利CN1472025A提出一种控制往复喷射成形工艺。方法为：合金熔体在重力作用下进入雾化区域，采用非限制式、非扫描、二级雾化喷嘴，通过雾化器将合金熔体粉碎，形成稳定而密集的液滴喷射流，连续沉积的合金液滴充分熔合，快速凝固，使液滴带电并在电场中飞向基底，精确控制沉积室内的气压，未粘结的粉尘通过排风口及时排除，在线控制工艺参数，始终满足最佳沉积状态。
该专利的缺点主要为：往复喷射过程中钢液温降过大，喷复层温度不均匀，容易出现锭坯、板坯的质量缺陷；此外中间包中的钢液无恒温措施，在浇铸前期及后期，容易出现低温钢液，从而影响喷射锭坯的质量。
专利CN 103962558 A公开一种喷射成形连续制备复合管坯的方法，金属溶液通过中间包底部的导液管流经雾化喷嘴时，被雾化喷嘴内喷出的高压高速惰性气体雾化成细小的颗粒，形成一个雾化锥，雾化颗粒沉积在下方的管坯基体上，管坯基体在旋转、同时水平设置的管坯支撑机构的带动下向前移动，当管坯沉积完毕之后在管坯支撑机构的带动下缓慢移出设备，后续的管坯同时跟进，进行连续生产，最终形成复合管坯。
该专利主要存在的问题是中间包无加热补温装置，在连续生产的过程中，中间包内的钢水温降过大，容易在浇铸的初期和后期出现低温钢液，影响浇铸的顺利浇铸，同时对于喷射产品的质量也会产生较大的影响。
综上所述，现有技术无法解决难以保证钢液全程的温度恒温，导致钢液温度不均和浇铸不顺畅的问题。
实用新型内容
为了解决现有技术下的种种问题，本实用新型提供了一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，其通过在中间包中布置钢液加热装置和连续测温装置，钢液加热装置和连续测温装置连接并通过参数设置进行反馈控制，保持钢液温度的稳定，中间包出口由塞棒控制，当中间包内的液位及温度达到特定高度时，塞棒提升，同时开启钢液加热装置根据钢液的温度对加热功率进行调整，钢水通过布置在中间包下方的导液管流出，进行喷射成形制备产品作业。
本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，其具体结构如下所述：
一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，包括中间包系统及设置在中间包系统出液端的钢液雾化喷嘴，其特征在于：
所述的中间包系统设置有进液室和出液室，在进液室和出液室之间设置有一钢液通道，在该钢液通道及出液室内的位置处设置有一钢液恒温装置。
根据本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，其特征在于，所述的钢液恒温装置包括感应式加热线圈、连续式钢液测温装置和出液用塞棒，其中感应式加热线圈成环绕式的套接在钢液通道上，对经过钢液通道的钢液进行加热恒温作业，连续式钢液测温装置设置在出液室内，对通过钢液通道送入出液室的钢液进行温度检测，通过预设参数分析其检测结果并发出信号控制感应式加热线圈进行恒温加热，而塞棒则堵住中间包系统出液端直至连续式钢液测温装置检测钢液温度合格或液位高度达到后，通过电机将塞棒提升，使得钢液从中间包系统出液端进入钢液雾化喷嘴，进入后续的喷射成形制备产品作业。
使用本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置获得了如下有益效果：
1.本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置在通过喷射成形制备金属材料的过程中，由于其钢液恒温装置的应用，能够有效地稳定浇铸温度，使得前后制备材料的性能相当；
2.本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，能够提高雾化末期钢水的温度，从而使得浇铸过程顺利进行，而不发生堵塞导液管的事故；
3.本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，其设置的连续式钢液测温装置能够按照工艺要求与感应式加热线圈配合，自动地调节钢液的温度，并配合出液用塞棒，浇铸时需建立到合适的液位才开始，这有助于平衡中间包系统的蓄热，从而减少开浇过程钢水在导液管处凝结的概率；
4.本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，还能能够有效的建立钢水液位，从而促进开浇过程和浇铸过程中夹杂物的上浮，减少夹杂物堵塞导液管和进入最终锭坯的几率。
附图说明
图1为本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置的具体结构示意图。
图中：1-中间包系统，1a-进液室，1b-出液室，1c-钢液通道，2-中间包系统出液端，3-钢液雾化喷嘴，A-钢液恒温装置，A1-感应式加热线圈，A2-连续式钢液测温装置，A3-出液用塞棒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置做进一步的描述。
实施例
如图1所示，一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，包括中间包系统1及设置在中间包系统出液端2的钢液雾化喷嘴3，中间包系统设置有进液室1a和出液室1b，在进液室和出液室之间设置有一钢液通道1c，在该钢液通道及出液室内的位置处设置有一钢液恒温装置A。
钢液恒温装置A包括感应式加热线圈A1、连续式钢液测温装置A2和出液用塞棒A3，其中感应式加热线圈成环绕式的套接在钢液通道1c上，对经过钢液通道的钢液进行加热恒温作业，连续式钢液测温装置设置在出液室1b内，对通过钢液通道送入出液室的钢液进行温度检测，通过预设参数分析其检测结果并发出信号控制感应式加热线圈进行恒温加热，而塞棒则堵住中间包系统出液端2直至连续式钢液测温装置检测钢液温度合格或液位高度达到后，通过电机将塞棒提升，使得钢液从中间包系统出液端进入钢液雾化喷嘴3，进入后续的喷射成形制备产品作业。
以喷射制备合金钢材料为例：
设定合金材料的过热度为150℃～180℃。在熔炼炉中添加母合金，当钢水完全熔炼后达到目标温度后出钢，倾倒入中间包系统1，中间包内液位的设定高度为150mm，当中间包内的钢水达到设定液位后，提升中间塞棒A3，开始雾化喷射。同时启动沉积控制系统，沉积器在旋转的同时向下抽拉，雾化金属颗粒在撞击沉积器后发生粘结凝固，从而不断的堆积，随着沉积器的下拉形成金属锭坯。
在浇铸过程中，连续式钢液测温装置A2测试中间包出液室1b内的钢水温度，如果钢水温度低于设定的过热度(150℃～180℃)，则将温度值信号传递给总控制系统，总控制系统计算当前温度和过热度的温度差，再反馈至感应式加热线圈A1进行加热作业，如果温度差为10℃，则提升功率1档，后续按照每相差10℃，提升1档功率设置。从而保证钢水前后温度保持在恒定的范围内。
再以喷射制备铝合金材料为例：
设定合金材料的过热度为120℃～150℃。在熔炼炉中添加母合金，当铝合金完全熔炼后达到目标温度后，倾倒入中间包系统1，中间包内液位的设定高度为160mm，当中间包内的熔融铝合金达到设定液位后，提升中间塞棒A3，开始雾化喷射。同时启动沉积控制系统，沉积器在旋转的同时向下抽拉，雾化金属颗粒在撞击沉积器后发生粘结凝固，从而不断的堆积，随着沉积器的下拉形成铝合金锭坯。
在浇铸过程中，连续式钢液测温装置A2测试中间包出液室1b内的钢水温度，如果钢水温度低于设定的过热度(120℃～150℃)，则将温度值信号传递给总控制系统，总控制系统计算当前温度和过热度的温度差，再反馈至感应式加热线圈A1进行加热作业，如果温度差为15℃，则提升功率1档，后续按照每相差15℃，提升1档功率设置。从而保证熔融铝合金前后温度保持在恒定的范围内。
本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置在通过喷射成形制备金属材料的过程中，由于其钢液恒温装置的应用，能够有效地稳定浇铸温度，使得前后制备材料的性能相当；本实用新型能够提高雾化末期钢水的温度，从而使得浇铸过程顺利进行，而不发生堵塞导液管的事故；本实用新型其设置的连续式钢液测温装置能够按照工艺要求与感应式加热线圈配合，自动地调节钢液的温度，并配合出液用塞棒，浇铸时需建立到合适的液位才开始，这有助于平衡中间包系统的蓄热，从而减少开浇过程钢水在导液管处凝结的概率；另外，本实用新型还能能够有效的建立钢水液位，从而促进开浇过程和浇铸过程中夹杂物的上浮，减少夹杂物堵塞导液管和进入最终锭坯的几率。
本实用新型的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置适用于各种钢铁生产行业的喷射成形制备产品领域。
Claims (2)
1.一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，包括中间包系统(1)及设置在中间包系统出液端(2)的钢液雾化喷嘴(3)，其特征在于：
所述的中间包系统(1)设置有进液室(1a)和出液室(1b)，在进液室和出液室之间设置有一钢液通道(1c)，在该钢液通道及出液室内的位置处设置有一钢液恒温装置(A)。
2.如权利要求1所述的一种喷射成形制备产品用钢液恒温装置，其特征在于，所述的钢液恒温装置(A)包括感应式加热线圈(A1)、连续式钢液测温装置(A2)和出液用塞棒(A3)，其中感应式加热线圈成环绕式的套接在钢液通道(1c)上，对经过钢液通道的钢液进行加热恒温作业，连续式钢液测温装置设置在出液室(1b)内，对通过钢液通道送入出液室的钢液进行温度检测，通过预设参数分析其检测结果并发出信号控制感应式加热线圈进行恒温加热，而塞棒则堵住中间包系统出液端(2)直至连续式钢液测温装置检测钢液温度合格或液位高度达到后，通过电机将塞棒提升，使得钢液从中间包系统出液端进入钢液雾化喷嘴(3)，进入后续的喷射成形制备产品作业。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108817365A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-16 | 温州大学 | 一种通道式中间包及其升温预热方法 |
| CN110052596A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-07-26 | 东北大学 | 蝶式感应加热中间包 |
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| CN108817365B (zh) * | 2018-07-05 | 2020-05-05 | 温州大学 | 一种通道式中间包及其升温预热方法 |
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