CN207479552U - 一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，包括向靠近铸坯边部的铸坯表面喷水的边部喷嘴，所述边部喷嘴上靠近铸坯边部的一侧设有可喷出压缩空气的喷气装置，所述喷气装置具有压空出口，压空出口的气体朝向边部喷嘴的雾化水喷出，缩小边部喷嘴的冷却水雾化水在铸坯表面上的喷洒覆盖面积。本实用新型通过压空缩小喷嘴的雾化水投影，进而调整二冷水的冷却宽度，使得铸坯角部温度避开脆性区间，冷却得到高质量的铸坯，冷却水喷嘴不易堵塞，冷却宽度灵活可调。

Description

一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置

技术领域

本实用新型涉及连铸二冷水控制领域，特别是涉及一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置。

背景技术

在连铸生产过程中，通过向板坯表面喷水或压缩空气与水混合喷射对板坯进行二次冷却。由于铸坯的角部处于二维传热，冷却较快，常常出现板坯角部温度低于宽面温度，形成角部过冷现象，而板坯连铸机拉速低，增加了二维传热的停留时间，加剧了铸坯角部温度的降低。同时，由于板坯连铸机一般具备浇铸多个规格断面连铸坯的能力，而其二冷喷嘴布局多按照最大断面进行布置，当生产小断面铸坯时，角部受到的喷淋水量更大，更容易导致角部温度的降低。

而钢在凝固过程中，随着温度的降低，必然经历3个脆性区间，其中700～900℃的脆性区间对角部横裂纹的产生有着重要的影响，由于在铸坯冷却过程中，角部容易出现过冷现象而极易落入此脆性区间，产生角部横裂纹，因此，研究人员提出了“热行”和“冷行”两种方案来控制铸坯角部的温度，使其高于或低于700～900℃的脆性区间。在“热行”方案中，采用有效的方法减弱角部冷却能力，提高铸坯温度是研究人员关注的重点。

中国专利“CN203853532U”公开了“一种液压动态二冷水幅切控制装置”，通过液压驱动，整体移动喷淋架来调整喷淋范围及角度，但实际生产中喷淋架自身较重，且专利中需要增加多个液压回路，在连铸二冷狭窄的空间内进行实施的难度较大。

中国专利“CN201283419Y”公开了“一种板坯连铸机扇形段二次辅助冷却用活动喷淋架”，通过连杆机构调整喷嘴的高度，达到调节喷淋宽度的目的，但实际生产中，由于一个供水管路上连接众多喷嘴，要实现喷嘴的移动，其机构设计相当复杂，实施难度大。

中国专利“CN102380597A”公开了“板坯连铸二冷喷水宽度控制方法”，通过计算机计算得到角部需要给予的水量进行控制，但是此方法势必会导致角部喷嘴流量较低甚至关闭，在铸坯的高温烘烤下，二冷水温度升高后在喷嘴内结垢，导致喷嘴堵塞。

中国专利“CN102430733A”公开了“一种板坯连铸机二冷水幅切控制方法”，通过集水装置收集铸坯角部多余的冷却水，达到提高角部温度的目的，但需要增加连杆机构、液压机构、机械臂等设备，机构比较复杂。

由此可见，现有技术多采用减小喷嘴高度、减小(或关闭)喷嘴水量、收集多余水量的方法调整喷淋宽度，存在结构复杂、容易引起喷嘴堵塞、实施难度大等缺点。因此，设计一种简单、可靠的装置调节二冷水的喷淋宽度显得尤为重要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，用于解决现有技术中连铸机二冷水的喷淋宽度调节难度大、喷嘴易堵塞等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，包括向靠近铸坯边部的铸坯表面喷水的边部喷嘴，所述边部喷嘴上靠近铸坯边部的一侧设有可喷出压缩空气的喷气装置，所述喷气装置具有压空出口，压空出口的气体朝向边部喷嘴的雾化水喷出，缩小边部喷嘴的雾化水在铸坯表面上的喷洒覆盖面积。

进一步地，所述压空出口呈弧形。

进一步地，所述压空出口的弧形部朝向所述边部喷嘴。

进一步地，所述压空出口的弧形部圆心与所述边部喷嘴的中心重合。

进一步地，所述喷气装置上设有用于控制压缩空气压力的压空控制阀。

进一步地，所述压空出口与所述边部喷嘴的出水口处于同一水平面。

进一步地，所述压空出口的外径d2与内径d1之差为3-5mm。

进一步地，所述压空出口内径d1与边部喷嘴的直径D相一致。

进一步地，所述压空出口的压空扩散角度θ为90°～120°。

如上所述，本实用新型的一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，具有以下有益效果：本实用新型通过压空缩小喷嘴的雾化水投影，进而调整二冷水的冷却宽度，使得铸坯角部温度避开脆性区间，冷却得到高质量的铸坯，且在此过程中无需减小喷嘴水量，不会因喷嘴水量过小，水温升高结垢引起喷嘴堵塞的问题，冷却宽度灵活可调。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置喷嘴安装俯视图。

图2显示为本实用新型实施例的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置的其中一组喷嘴结构示意图。

图3显示为采用压空控制与未采用压空控制的雾化水覆盖区域对比图。

图4显示为安装有喷气装置的喷嘴结构示意图。

图5显示为压空出口的外径与内径关系示意图。

图6显示为采用压空控制冷却效果与未采用压空控制的冷却效果对比图。

零件标号说明

1—边部喷嘴中心线

2—第一空喷边缘

3—第一边部雾化水投影

4—第二边部雾化水投影

5—边部喷嘴内腔

6—压空出口

7—铸坯边部

8—铸坯表面

9—边部喷嘴

10—第二空喷边缘

11—内部喷嘴

12—内部喷嘴中心线

13—内喷雾化水投影

14—内部喷嘴内腔

15—铸坯中心线

16—旁路压空入口

17—压空控制阀

18—冷却水入口

19—喷气装置

20—喷嘴压空入口

21—第一边部雾化水

22—第二边部雾化水

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1和图5所示，一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，包括向靠近铸坯边部7的铸坯表面8喷水的边部喷嘴9，边部喷嘴9上靠近铸坯边部7的一侧设有可喷出压缩空气的喷气装置19，喷气装置19具有压空出口6，压空出口6的气体朝向边部喷嘴9的雾化水喷出，缩小边部喷嘴9的雾化水在铸坯表面8上的喷洒覆盖面积。

如图1-图3所示，铸坯中心线15的两侧上方均安装有二冷水喷嘴，为了避免铸坯的角部温度过低，本实用新型通过设置喷气装置19，压缩空气作用于边部喷嘴9的雾化水，缩小边部喷嘴9的冷却水喷向铸坯表面的面积。

铸坯中心线15、内部喷嘴中心线12、边部喷嘴中心线1互相平行，铸坯沿平行于铸坯中心线15的方向行进，上方的二冷水喷嘴喷出雾化水，对行进中的铸坯进行二次冷却。

在本实用新型的一些实施例中，压空出口6呈弧形，压空出口6的弧形部朝向边部喷嘴9，压空出口6的弧形部圆心与边部喷嘴9的中心重合。边部喷嘴内腔5喷出的雾化水呈锥形，压空出口6的空气呈弧形状喷出，受压空作用的雾化水部分投影面积缩小，如图2、图3所示，未受压空作用的部分，第一边部雾化水投影3的面积不受影响，受到压空阻力的部分，第二边部雾化水投影4的面积被有效缩小，使得角部温度提升，进而使得铸坯角部的温度避开脆性区间。

内部喷嘴11的雾化水不会影响到铸坯角部温度，因此，内部喷嘴内腔14的内喷雾化水投影13不需减小。

如图5所示，压空出口6的内径d1＝D，外径d2＝D+b，d1、D、d2的单位均为mm，D为喷嘴直径，3≤b≤5，也即是说，压空出口外径d2与压空出口内径d1之差(d2-d1)为3-5mm。

压空扩散角度θ根据铸坯喷嘴布置间距、生产断面宽度进行调整，可控制在90°～120°之间。

压空出口6具有第一空喷边缘2、第二空喷边缘10，第一空喷边缘2、第二空喷边缘10位于边部喷嘴中心线1所在竖直面与铸坯边部7所在竖直面之间，第一空喷边缘2与边部喷嘴中心线1所成夹角、第二空喷边缘10与边部喷嘴中心线1所成夹角可以不同，也可以相同。

喷气装置19上设有用于控制压缩空气压力的压空控制阀17，通过调节压缩空气压力，进而调节二冷水的有效冷却面积。

边部喷嘴9具体可以为气-水雾化喷嘴或全水喷嘴，在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，边部喷嘴9为气-水雾化喷嘴，具有冷却水入口18以及喷嘴压空入口20，压空出口6与边部喷嘴9的喷水口处于同一水平面，冷却水入口18的水和压空入口20的压缩空气(用于促进冷却水雾化)进入边部喷嘴内腔5，从边部喷嘴9喷出，喷气装置19位于边部喷嘴9靠近铸坯边部7的一侧，喷气装置19具有旁路压空入口16，压空出口6在水平剖面上呈弧形，旁路压空入口16的气体进入腔室后，从弧形的压空出口6喷出，作用于下方的雾化水，起到控制雾化水宽度的作用。

如图3所示，边部喷嘴9的喷水口自然喷出冷却水，未受喷气装置19的压空作用的部分为第一边部雾化水21，受到喷气装置19的压空作用的部分为第二边部雾化水22，第二边部雾化水22宽度在压空作用下得到有效收敛，使得边部喷嘴9的水不会以自然状态直接喷向铸坯边部7，进而使得铸坯边部7的角部温度不会降低至脆性区间，

通过本实用新型控制连铸机二冷水喷淋宽度的方法包括采用压缩空气吹向靠近铸坯边部7的雾化水，缩小边部喷嘴9的冷却水在铸坯表面8上的喷洒覆盖面积。

实施例1

如图6所示，以B/Q345钢种的生产过程为例，生产断面为2070×250mm，拉速0.95m/min，浇铸温度1539℃，喷嘴型号为HPZ3.3-100XY2，压空出口6的内径d1由所选喷嘴型号确定，压空出口6的内径d1与喷嘴的直径D相等，b＝2.5mm，外径d2＝d1+2.5，压空扩散角度θ＝120°，喷嘴所处二冷分区的水压力为0.27MPa，二冷水雾化用空气压力为0.31MPa，喷嘴水流量为1.53L/min，喷嘴出口距离铸坯表面高度190mm，冷却水温度25℃，在未使用本实用新型的装置进行喷水控制时，雾化水在铸坯表面所覆盖最远距离约为270mm(图3中L2)，铸坯角部温度为813℃，采用本实用新型的装置后，调节喷气装置19的压空压力为0.6MPa，此时雾化水在铸坯表面所覆盖最远距离约为205mm(图3中L1)，铸坯角部温度为916℃，铸坯角部温度提高103℃，避开了此钢种的脆性区间729℃～880℃，降低了裂纹发生率。

综上所述，本实用新型通过压空缩小喷嘴的雾化水投影，进而调整二冷水的冷却宽度，使得铸坯角部温度避开脆性区间，冷却得到高质量的铸坯，且在此过程中无需减小喷嘴水量，不会因喷嘴水量过小、水温升高结垢引起喷嘴堵塞的问题，冷却宽度灵活可调。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于，包括向靠近铸坯边部(7)的铸坯表面(8)喷水的边部喷嘴(9)，所述边部喷嘴(9)上靠近铸坯边部(7)的一侧设有可喷出压缩空气的喷气装置(19)，所述喷气装置(19)具有压空出口(6)，压空出口(6)的气体朝向边部喷嘴(9)的雾化水喷出，缩小边部喷嘴(9)的雾化水在铸坯表面(8)上的喷洒覆盖面积。

2.根据权利要求1所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述压空出口(6)呈弧形。

3.根据权利要求2所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述压空出口(6)的弧形部朝向所述边部喷嘴(9)。

4.根据权利要求3所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述压空出口(6)的弧形部圆心与所述边部喷嘴(9)的中心重合。

5.根据权利要求1所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述喷气装置(19)上设有用于控制压缩空气压力的压空控制阀(17)。

6.根据权利要求1所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述压空出口(6)与所述边部喷嘴(9)的出水口处于同一水平面。

7.根据权利要求1所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述压空出口(6)的外径d2与内径d1之差为3-5mm。

8.根据权利要求1所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述压空出口(6)的外径d2与所述边部喷嘴(9)的直径D相一致。

9.根据权利要求1所述的连铸机二冷水喷淋宽度控制装置，其特征在于：所述压空出口(6)的压空扩散角度θ为90°～120°。