CN211331232U - 一种抑制结晶器铜管变形的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种抑制结晶器铜管变形的设备及控制方法，属于冶金技术领域，包括：结晶器外壳，在结晶器外壳的内部设置有结晶器铜管；在结晶体外壳上设置有多组紧固螺母和铜管变形控制螺栓，其螺栓头与结晶体铜管的管壁相抵；在每组铜管变形控制螺栓之间的结晶体铜管管壁上均匀设置有多个铜管变形监测元件和温度感应元件；铜管变形监测元件与温度感应元件分别接入控制器的输入端，控制器的输出端连接显示屏幕。本实用新型利用铜管变形监测元件监测铜管在浇铸时所产生的形变量；通过温度感应元件测得铜管的温度变形值，将以上数据传入控制器计算得出修正值，显示在屏幕上，根据修正值调节铜管变形控制螺栓，实现抑制铸坯变形的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种抑制结晶器铜管变形的设备，属于冶金技术领域。
背景技术
连续铸钢技术是钢铁工业革命的标志，是现代钢厂生产的核心环节，在整个生产过程中起到承上起下的关键作用。其中结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模。称之为连铸设备的“心脏”。钢水在结晶器内的凝固过程是一个坯壳厚度不断增加而坯壳断面逐渐收缩的过程。所以结晶器的断面必须随铸坯断面不断收缩而变化，一般通过将结晶器做成一定锥度实现。在铸坯浇铸过程中，由于高温、钢水的挤压等原因，造成结晶器铜管的变形，结晶器锥度减小，使铸坯和铜管之间的间隙增大，形成气隙，热流减小，降低了冷却效果，使铸坯坯壳厚度减薄。铸坯出结晶器后，在内部钢水的静压力的作用下，造成铸坯鼓肚和脱方等缺陷，鼓肚是产生中心偏析和中间裂纹的重要原因，这些缺陷会严重降低铸坯质量；同时铸坯坯壳过薄，增大了铸坯拉漏的风险。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种抑制结晶器铜管变形的设备。
为了达到上述目的，本实用新型至少包括：结晶器外壳，在所述的结晶器外壳的内部设置有结晶器铜管；
在所述的结晶器外壳上设置有通孔，在所述的结晶器外壳上、对应此通孔设置有紧固螺母，在所述的紧固螺母内旋接有铜管变形控制螺栓，所述的铜管变形控制螺栓的螺栓头与所述的结晶体铜管的管壁相抵；
根据所述的结晶体铜管的外壁的弧长，在所述的结晶器外壳上均匀设置有多组所述的铜管变形控制螺栓，在每组所述的铜管变形控制螺栓之间的结晶体铜管管壁上还均匀设置有多个铜管变形监测元件和温度感应元件；所述的铜管变形监测元件与温度感应元件分别接入控制器的输入端，所述的控制器的显示输出端连接显示屏幕。
进一步的，在每个所述的铜管变形控制螺栓与结晶器外壳的外壁之间还设置有密封件；
所述的密封件包括：盖板，所述的盖板设置在所述的结晶器外壳的外壁上；且在所述的盖板上设置有通孔，所述的铜管变形控制螺栓设置在此通孔内；在所述的铜管变形控制螺栓与所述的结晶器外壳的接触面设置有密封槽，在该槽内设置有密封垫圈，在所述的盖板与结晶器外壳的外壁之间设置有弹簧垫圈。
进一步的，还包括：对应每个所述的铜管变形控制螺栓还设置有受控驱动装置，所述的驱动装置用于驱动铜管变形控制螺栓正转或反转；所述的驱动装置的输入端与控制器的驱动输出端连接。
进一步的，所述的铜管变形控制螺栓的螺栓头部设置为光滑弧形结构。
进一步的，所述的铜管变形控制螺栓为中空结构，所述的温度感应元件设置在所述的铜管变形控制螺栓的内部。
进一步的，还包括：在所述的结晶器铜管的外侧套设有结晶器水套，所述的结晶器水套为中空结构，上下分别设置有进水口和出水口；在所述的结晶器水套上、对应所述的铜管变形控制螺栓设置有通孔，使所述的铜管变形控制螺栓与结晶器水套的储水腔相隔离。
本使用新型的有益效果是：在连续浇铸过程中，当结晶器铜管变形时，通过本实用新型中设置的铜管变形监测元件对形变量进行监测并传入控制器中；通过温度感应元件对铜管表面温度的测量并传入控制器中，根据测得的温度值对变形监测元件反馈的变形量进行修正计算，得出的修正值显示在显示屏幕上，利用铜管变形控制螺栓对变形部位施力，实现抑制铸坯变形的作用。
附图说明
图1是本实用新型的结晶器内外弧安装的示意图。
图2是本实用新型的结晶器内侧壁安装的示意图。
图中，1.结晶器铜管，2.结晶器水套，3.结晶器外壳，4.铜管变形控制螺栓，5.驱动装置，6.铜管变形监测元件，7.温度感应元件，8.密封件。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用型作进一步的说明。
实施例1
实施例1是本实用新型的其中一种结构，包括：结晶器外壳3，在结晶器外壳3的内部设置有结晶器铜管1；在结晶体外壳3上设置有通孔，穿过该通孔、在结晶器外壳3上设置有铜管变形控制螺栓4，铜管变形控制螺栓4的螺栓头与结晶体铜管1的管壁相抵，对应铜管变形控制螺栓4在结晶器外壳上设置有配套的紧固螺母；其中，铜管变形控制螺栓4的螺栓头部设置为光滑弧形结构，这种设计可以防止调整螺栓时对铜管1造成损伤，提高压紧效果。
根据结晶体铜管1的外壁的弧长，在结晶器外壳3上均匀设置有多组铜管变形控制螺栓4，在每组铜管变形控制螺栓4之间的结晶体铜管1的管壁上均匀设置有多个铜管变形监测元件6和温度感应元件7；其中，铜管变形控制螺栓4为中空结构，温度感应元件7设置在铜管变形控制螺栓4的内部。
铜管变形监测元件6与温度感应元件7分别接入控制器的输入端，控制器的显示输出端连接显示屏幕。
此外，在每个铜管变形控制螺栓4与结晶器外壳3的外壁之间还设置有密封件8；
密封件8采用螺纹扭紧的盖式结构，包括：盖板，盖板设置在结晶器外壳的外壁上；且在盖板上设置有通孔，铜管变形控制螺栓4设置在此通孔内；在铜管变形控制螺栓4与结晶器外壳3的接触面设置有密封槽，在该槽内设置有密封垫圈，在盖板与结晶器外壳3的外壁之间设置有弹簧垫圈。这种增加了垫圈的设计可以为铜管变形控制螺栓4与结晶器外壳3之间起到更好的密封作用。
在本实施例1中，铜管变形监测元件6为耐高温应变片，常见的高温应变材料有：铁镍铝合金材料(Fe-Ni-Al)，温度范围在600-1000℃之间；铬铝钴合金材料(Cr-Al-Co)，温度测量范围高达1150℃；因此，可选取以上两种合金材料制成的应变片作为铜管变形监测元件6。
其中，温度感应元件7为温度传感器。在本实施例1中，所述的温度传感器选取：螺纹安装NTC热敏电阻温度传感器，型号为BD-NTC-07，这种温度传感器安装方便，用于测量管道、箱体内部等等场合的温度测量，螺纹大小可以根据客户要求定制。控制器可以选取8051系列单片机或者PLC控制系统。
本实施例1的有益效果是：在浇铸过程中，通过铜管变形监测元件6可以对结晶器铜管1的形变量进行监测并将监测数据传入控制器中；通过温度感应元件7可以对结晶器铜管1的管壁温度的测量并传入控制器中，根据测得的温度值对变形监测元件6反馈的变形量进行修正计算，将得出的修正值显示在显示屏幕上，根据修正值调节铜管变形控制螺栓4，可以实现抑制铸坯变形的效果。
实施例2
实施例2是实施例1的其中一种变形设计，它与实施例1的区别在于：在结晶器铜管1的外侧套设有结晶器水套2，结晶器水套1为中空结构，上下分别设置有进水口和出水口；在结晶器水套2上、对应铜管变形控制螺栓4设置有通孔，使铜管变形控制螺栓4与结晶器水套2的储水腔相隔离。这种增加一个结晶器水套2的设计，可以在浇铸时，在水套中注入冷水，为结晶器铜管1起到有效的冷却作用。
实施例3
实施例3是实施例2的其中一种变形设计，它与实施例2的区别在于：如图1所示，对应每个铜管变形控制螺栓4还设置有受控驱动装置5，驱动装置5用于驱动铜管变形控制螺栓4正转或反转；驱动装置5的输入端与控制器的驱动输出端连接。
在本实施例3中，驱动装置5可以采用电动马达或者液压装置。由于，采用液压装置作为驱动装置时，还需要设置有能够将液压装置所输出的位移转换为扭矩的装置，以实现驱动铜管变形控制螺栓4的旋转动作，结构比较复杂，成本较高，因此，选用电动马达作为驱动装置5，便于实际操作。
其中，电动马达通过一减速器与铜管变形控制螺栓4连接；电动马达与减速器固定设置在一台面；电动马达的输入端与控制器的驱动输出端连接。
具体操作步骤为：
(1)在连续浇铸过程中，当铜管变形时，将带动紧贴在铜管壁上的变形监测元件一起变形，此时所述的变形监测元件将变形量通过线缆和信号采集装置反馈至控制器中；
(2)所述的温度感应元件采用接触式测温测量所述的结晶器铜管管壁上的温度，再根据数学模型计算出结晶器铜管内的温度，根据测得的温度值对所述的变形监测元件反馈的变形量进行一定的修正，控制器将计算好的修正值显示在显示屏幕上；
(3)操作工或技术人员根据上述的变形量修正值，通过铜管变形控制螺栓对铜管上变形区域施加一个与变形方向相反的力，压紧铜管，增加铸坯和铜管的摩擦力，减少甚至消除铜管与铸坯坯壳间的气隙，避免了调整过度。
此外，在连续浇铸过程中，由于铸坯坯壳与所述的结晶器铜管之间的摩擦，造成结晶器内壁的磨损，此时也会造成气隙的增大，可通过调整铜管变形控制螺栓，增加外部压力，使铜管壁略微向内变形，以达到减少气隙的作用。
Claims (6)
1.一种抑制结晶器铜管变形的设备，其特征在于：至少包括：结晶器外壳，在所述的结晶器外壳的内部设置有结晶器铜管；
在所述的结晶器外壳上设置有通孔，在所述的结晶器外壳上、对应此通孔设置有紧固螺母，在所述的紧固螺母内旋接有铜管变形控制螺栓，所述的铜管变形控制螺栓的螺栓头与所述的结晶器铜管的管壁相抵；
根据所述的结晶器铜管的外壁的弧长，在所述的结晶器外壳上均匀设置有多组所述的铜管变形控制螺栓，在每组所述的铜管变形控制螺栓之间的结晶器铜管管壁上还均匀设置有多个铜管变形监测元件和温度感应元件；所述的铜管变形监测元件与温度感应元件分别接入控制器的输入端，所述的控制器的显示输出端连接显示屏幕。
2.如权利要求1所述的一种抑制结晶器铜管变形的设备，其特征在于：在每个所述的铜管变形控制螺栓与结晶器外壳的外壁之间还设置有密封件；
所述的密封件包括：盖板，所述的盖板设置在所述的结晶器外壳的外壁上；且在所述的盖板上设置有通孔，所述的铜管变形控制螺栓设置在此通孔内；在所述的铜管变形控制螺栓与所述的结晶器外壳的接触面设置有密封槽，在该槽内设置有密封垫圈，在所述的盖板与结晶器外壳的外壁之间设置有弹簧垫圈。
3.如权利要求1所述的一种抑制结晶器铜管变形的设备，其特征在于：还包括：对应每个所述的铜管变形控制螺栓还设置有受控驱动装置，所述的驱动装置用于驱动铜管变形控制螺栓正转或反转；所述的驱动装置的输入端与控制器的驱动输出端连接。
4.如权利要求1所述的一种抑制结晶器铜管变形的设备，其特征在于：所述的铜管变形控制螺栓的螺栓头部设置为光滑弧形结构。
5.如权利要求1所述的一种抑制结晶器铜管变形的设备，其特征在于：所述的铜管变形控制螺栓为中空结构，所述的温度感应元件设置在所述的铜管变形控制螺栓的内部。
6.如权利要求1所述的一种抑制结晶器铜管变形的设备，其特征在于：还包括：在所述的结晶器铜管的外侧套设有结晶器水套，所述的结晶器水套为中空结构，上下分别设置有进水口和出水口；在所述的结晶器水套上、对应所述的铜管变形控制螺栓设置有通孔，使所述的铜管变形控制螺栓与结晶器水套的储水腔相隔离。
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