CN218693703U - 用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，属于钢铁冶炼连铸二次冷却领域，用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，包括连铸坯本体，所述连铸坯本体上侧靠近后侧处设置有结晶器一次冷却，所述结晶器一次冷却后侧设置有二冷零段冷却，所述二冷零段冷却前侧设置有冷却装置，通过第一喷淋机构、第二喷淋机构和喷淋管等之间的相互配合，利用喷嘴桩自上到下，喷嘴到连铸坯本体的距离采用逐步增大的喷淋结构，保证冷却水对连铸坯本体表面的覆盖面充分，防止连铸坯横向冷却不均匀、纵向严重回温的异常情况，从而影响连铸坯质量。

Description

用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶炼连铸二次冷却领域，更具体地说，涉及一种用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置。

背景技术

连铸坯宽厚比介于1-3之间称为矩形坯，由于矩形坯宽面较大，弧形连铸机在生产宽度≥250mm矩形坯时，连铸坯出结晶器下口至二冷Ⅰ段前500mm范围内，连铸坯表面温度高、坯壳厚度较薄，且连铸坯受钢水静压力的作用，产生鼓肚变形，影响下道工序对连铸坯的轧制；为控制鼓肚变形，通常在二冷Ⅰ段内、外弧安装3-7排夹持装置，通过夹持辊的加持力，控制变形量；但是加持装置设备成本高，安装复杂，生产过程中设备维护难度大、成本高；严重制约连铸的高效节能生产。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，使连铸坯出结晶器下口至二冷Ⅰ段前500mm范围内快速均匀冷却，形成足够厚度的坯壳，从而支撑连铸坯受钢水静压力产生的变形，实现弧形连铸机无加持段生产矩形坯。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种新型简易除尘装置，包括连铸坯本体，所述连铸坯本体上侧靠近后侧处设置有结晶器一次冷却，所述结晶器一次冷却前侧设置有二冷零段冷却，所述二冷零段冷却前侧设置有冷却装置。

进一步的，所述冷却装置包括二冷Ⅰ段冷却、二冷Ⅱ段冷却和二冷Ⅲ段冷却，所述二冷Ⅰ段冷却、二冷Ⅱ段冷却和二冷Ⅲ段冷却呈依次分布设置，所述二冷Ⅰ段冷却、二冷Ⅱ段冷却和二冷Ⅲ段冷却上均设置有第一喷淋机构和第二喷淋机构。

进一步的，所述第一喷淋机构包括喷嘴，所述喷嘴均位于二冷Ⅰ段冷却、二冷Ⅱ段冷却和二冷Ⅲ段冷却上，所述喷嘴一侧均喷洒有雾化水。

进一步的，所述第二喷淋机构包括喷淋管，所述喷淋管上安装有若干个均匀分布的喷嘴桩，所述喷嘴均与喷嘴桩固定连接。

进一步的，所述喷嘴至连铸坯本体的距离为逐步增大设置。

进一步的，所述二冷Ⅰ段冷却上的喷嘴距离与连铸坯本体的间距为110mm，所述二冷Ⅱ段冷却和二冷Ⅲ段冷却与连铸坯本体的间距为125mm。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本技术方案通过结晶器一次冷却、二冷零段冷却和冷却装置等之间的相互配合，为提高连铸机作业率，降低生产成本，使连铸坯本体出结晶器一次冷却下口至二冷Ⅰ段冷却处500mm范围内快速均匀冷却，形成足够厚度的坯壳，从而支撑连铸坯本体受钢水静压力产生的变形，实现弧形连铸机无加持段生产矩形坯。

(2)本技术方案通过第一喷淋机构、第二喷淋机构和喷淋管等之间的相互配合，利用喷嘴桩自上到下，喷嘴到连铸坯本体的距离采用逐步增大的喷淋结构，保证冷却水对连铸坯本体表面的覆盖面充分，防止连铸坯本体表面冷却时出现不到位等现象。

附图说明

图1为本实用新型连铸二次冷却示意图；

图2为本实用新型连铸坯横向冷却示意图；

图3为本实用新型双排喷淋装置示意图；

图4为本实用新型喷嘴桩间隙排布示意图；

图5为本实用新型二冷Ⅱ、Ⅲ段喷嘴夹角数据图；

图6为本实用新型二冷各段喷嘴夹角数据图；

图7为本实用新型各段喷淋管的弧度和长度范围数据图。

图2中标号说明：

1、喷嘴；2、连铸坯本体；3、雾化水；4、结晶器一次冷却；5、二冷零段冷却；6、二冷Ⅰ段冷却；7、二冷Ⅱ段冷却；8、二冷Ⅲ段冷却；9、喷嘴桩；10、喷淋管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1：

请参阅图1-7，用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，包括连铸坯本体2，连铸坯本体2上侧靠近后侧处设置有结晶器一次冷却4，结晶器一次冷却4前侧设置有二冷零段冷却5，，二冷零段冷却5前侧设置有冷却装置。

参阅图1，冷却装置包括二冷Ⅰ段冷却6、二冷Ⅱ段冷却7和二冷Ⅲ段冷却8，二冷Ⅰ段冷却6、二冷Ⅱ段冷却7和二冷Ⅲ段冷却8呈依次分布设置，二冷Ⅰ段冷却6、二冷Ⅱ段冷却7和二冷Ⅲ段冷却8上均设置有第一喷淋机构和第二喷淋机构。

通过结晶器一次冷却4、二冷零段冷却5和冷却装置等之间的相互配合，为提高连铸机作业率，降低生产成本，使连铸坯本体2出结晶器一次冷却4下口至二冷Ⅰ段冷却6处500mm范围内快速均匀冷却，形成足够厚度的坯壳，从而支撑连铸坯本体受钢水静压力产生的变形，实现弧形连铸机无加持段生产矩形坯。

参阅图1、图2，第一喷淋机构包括喷嘴1，喷嘴1均位于二冷Ⅰ段冷却6、二冷Ⅱ段冷却7和二冷Ⅲ段冷却8上，喷嘴1一侧均喷洒有雾化水3。

参阅图3、图4，第二喷淋机构包括喷淋管10，喷淋管10上安装有若干个均匀分布的喷嘴桩9，喷嘴1均与喷嘴桩9固定连接。

通过第一喷淋机构、第二喷淋机构和喷淋管10等之间的相互配合，利用喷嘴桩9自上到下，喷嘴1到连铸坯本体2的距离采用逐步增大的喷淋结构，保证冷却水对连铸坯本体2表面的覆盖面充分，防止连铸坯本体2表面冷却时出现不到位等现象。

参阅图4，喷嘴1至连铸坯本体2的距离为逐步增大设置，将连铸坯本体2的温度快速降温后，再进行缓慢降温，达到降温目的的同时又能节约冷却水。

参阅图1，二冷Ⅰ段冷却6上的喷嘴1距离与连铸坯本体2的间距为110mm，二冷Ⅱ段冷却7和二冷Ⅲ段冷却8与连铸坯本体2的间距为125mm，可以使连铸坯本体2达到最佳冷却距离。

使用时：以R10米弧连铸生产165mm×280mm矩形坯为例：

S1：在实现无加持段生产矩形坯，调整二次冷却结构时，连铸坯自上而下纵向冷却强度依次减弱，控制过程中回温；横向冷却均匀，以确保得到内部质量最佳的连铸坯。

结晶器→零段→Ⅰ段→Ⅱ段→Ⅲ段→扇形段(如图1所示)。

S2：确定喷嘴与连铸坯的距离：连铸二冷喷嘴距离连铸坯过大时，二冷水喷射至连铸坯的力度差，影响冷却效果；喷嘴距离连铸坯过小时，受高温铸坯影响喷淋装置容易变形，依据行业经验二冷Ⅰ段喷嘴距离连铸坯距离选取110mm，Ⅱ、Ⅲ段选取125mm，确保连铸坯横向(四个面部)冷却均匀合理(如图2所示)。

S3：喷淋管结构：

a、零段：连铸坯出结晶器进入二冷零段时，坯壳厚度薄13mm-16mm，温度高＞1250℃，为防止铸坯回温，控制坯壳变形，故整个零段采用强冷模式，根据零段内、外弧采用三排冷却方式，侧弧采用双排冷却方式。

喷淋桩自上到下，喷嘴到连铸坯的距离采用逐步增大的喷淋结构。

b、Ⅰ段：内、外弧采用双排喷嘴冷却方式，双排喷嘴之间距离控制100mm(如图3所示)；侧弧采用单排喷嘴冷却方式。

连铸坯经零段冷却进入Ⅰ段时，坯壳仍然较薄，在控制铸坯冷却厚度的同时，又要保证冷却梯度合理，控制内部质量，喷嘴自上而下排布密度依次递减，喷嘴桩之间的距离逐渐增大(如图4所示)。

c、Ⅱ、Ⅲ段均采用单排冷却方式。

S4：喷嘴夹角：

a、零段：根据喷淋结构和喷嘴与连铸坯之间的距离，保证冷却水对连铸坯表面的覆盖面保证在100％，计算确定喷嘴的夹角。

b、根据喷淋管结构和连铸坯距离喷嘴距离，计算二冷Ⅱ、Ⅲ段喷嘴夹角(如图5所示)。

因连铸坯自上而下坯壳厚度增加，表面温度降低，冷却梯度依次减弱，为保证纵向冷却合理性，二冷Ⅰ段冷却水对连铸坯覆盖率95％-100％，Ⅱ、Ⅲ段覆盖率85％-90％(如图6所示)。

以上喷嘴夹角，均是在标准压力0.3MPa时，二冷水喷射角度，随着二冷水压和水量的增加，喷射角度减小，所以在计算实际喷射角度时，喷射角度在标准角度下减5°计算。

S5：喷嘴水量控制：根据连铸坯的拉速、钢种、断面和比水量等参数，核算二冷总水量，并根据连铸机的弧形半径和各段冷却长度，计算二冷各段水量分布。

a、零段：因连铸机零段冷却段空间小，喷嘴距离连铸坯的距离较小，根据零段水量与喷嘴数量，以喷嘴平均水量作为标准值，各排喷嘴水量分布一致。

b、Ⅰ段：

根据Ⅰ段冷却水总量和钢坯宽度、厚度的比值，计算断面宽度、厚度水量取值，侧弧(即连铸坯厚度方向)取总水量的30％-35％，内、外弧(即连铸坯宽度方向)取总水量的65％-70％；

根据内、外弧和侧弧喷嘴数量和水量，计算单个喷嘴平均水量；

以内、外弧和侧弧单个喷嘴平均值为基准值，因连铸坯纵向冷却梯度依次降低，二冷Ⅰ段前5排喷嘴平均水量较平均值增加10％-13％；另外，弧形连铸机冷却时，内弧二冷水沿铸坯弧面流动，无形中增加了冷却强度，为保证连铸坯横向冷却均匀，外弧喷嘴平均水量较内弧增加5％-8％。

c、Ⅱ、Ⅲ段：连铸坯运行至二冷Ⅱ、Ⅲ段时坯壳厚度已经基本形成，表面温度降低，冷却水主要起到控制回温的做用，该段水量取整个二冷总水量的18％-25％，侧弧(即连铸坯厚度方向)取该段水量的30％-35％，内外弧(即连铸坯宽度方向)取该段水量的65％-70％。

依据Ⅱ、Ⅲ段内、外弧和侧弧的总水量和喷嘴数量，计算单个喷嘴水量作为喷嘴水量标准值即可。

其中，结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

1.液态钢水经一次冷却后，形成具有一定安全厚度的连铸坯，内部仍具有大量的高温液体，之后进入二冷段缓慢冷却，为得到内部质量合格的连铸坯，要求二冷段横向冷却均匀(如图一)、纵向梯度合理依次递减，控制连铸坯在二冷段回温。

以R10m弧连铸机为例，各段喷淋管的弧度和长度范围如图7所示；

连铸坯在运行过程中，随着坯壳温度的逐渐递减，喷嘴布置密度和冷却强度也随之递减。

2.如图二：连铸坯横向冷却，将喷嘴横向布置于连铸坯面部以外110mm或125mm的距离，确保喷嘴正对连铸坯；在正常生产的过程中由喷嘴喷射的雾化水均匀覆盖连铸坯表面，覆盖率＞95％，确保连铸坯横向冷却均匀。

3.连铸坯出结晶器之后，连铸坯表面温度在1250℃以上，坯壳厚度薄，该段内外弧采用三排喷嘴，侧弧采用双排喷嘴，纵向相邻喷嘴间距约100mm左右。

4.矩形坯在高速生产过程中，进入二冷Ⅰ段时，内外弧的坯壳厚度较薄，不具备支撑鼓肚变形，在二冷Ⅰ段内外弧布置双排喷淋装置(如图三)，侧弧采用单排；自上而下喷嘴桩布置密度依次递减(如图四)。

5.运行至二冷Ⅱ段坯壳厚度增减，表面温度降低，在二冷Ⅱ、Ⅲ段全部采用单排喷淋装置，冷却强度能够控制连铸坯表面回温即可。

6.喷嘴选用：二冷零段、Ⅰ段喷嘴喷射的雾化水对连铸坯的覆盖率95％-100％，二冷Ⅱ、Ⅲ段覆盖率为85％-90％。

7.根据连铸坯的拉速和钢种，合理选择二冷比水量，普碳钢取1.05L/min-1.25L/min，低合金钢取1.20L/min-1.50L/min，随着拉速的提高，连铸坯空冷时间降低，比水量应对应增加。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，包括连铸坯本体(2)，其特征在于：所述连铸坯本体(2)上侧靠近前侧处设置有结晶器一次冷却(4)，所述结晶器一次冷却(4)后侧设置有二冷零段冷却(5)，所述二冷零段冷却(5)后侧设置有冷却装置。

2.根据权利要求1所述的用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，其特征在于：所述冷却装置包括二冷零段冷却(5)、二冷Ⅰ段冷却(6)、二冷Ⅱ段冷却(7)和二冷Ⅲ段冷却(8)，所述二冷二冷零段冷却(5)、Ⅰ段冷却(6)、二冷Ⅱ段冷却(7)和二冷Ⅲ段冷却(8)呈依次分布设置，所述二冷Ⅰ段冷却(6)、二冷Ⅱ段冷却(7)和二冷Ⅲ段冷却(8)上均设置有第一喷淋机构和第二喷淋机构。

3.根据权利要求2所述的用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，其特征在于：所述第一喷淋机构包括喷嘴(1)，所述喷嘴(1)均位于二冷Ⅰ段冷却(6)、二冷Ⅱ段冷却(7)和二冷Ⅲ段冷却(8)冷却管侧壁上，所述喷嘴(1)一侧均喷洒有雾化水(3)。

4.根据权利要求2所述的用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，其特征在于：所述第二喷淋机构包括喷淋管(10)，所述喷淋管(10)上安装有若干个均匀分布的喷嘴桩(9)，所述喷嘴(1)均与喷嘴桩(9)固定连接。

5.根据权利要求3所述的用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，其特征在于：所述喷嘴(1)至连铸坯本体(2)的距离为逐步增大设置。

6.根据权利要求2所述的用于弧形连铸机无加持段生产矩形坯的二次冷却装置，其特征在于：所述二冷Ⅰ段冷却(6)上的喷嘴(1)距离与连铸坯本体(2)的间距为110mm，所述二冷Ⅱ段冷却(7)和二冷Ⅲ段冷却(8)与连铸坯本体(2)的间距为125mm。

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