CN220073211U - 一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于连铸温度控制领域，具体涉及一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置。本实用新型包括红外传感器和若干同轴设置的气体流通管架，红外传感器设置在若干气体流通管架轴向一侧，红外传感器用于监测连铸坯的位置，判断连铸坯的坯头伸出切割点的距离，为流量调节阀的开启与关闭提供依据。气体流通管架内侧设置有若干气体喷嘴，用于对气体流通管架内部的连铸坯喷出冷却气体。气体流通管架的进气管上设置有流量调节阀，流量调节阀用于开启或关闭气体流通管架的气体通道。通过红外传感器配合流量调节阀控制气体流通管架内的冷却气体的流量和压力，进而降低铸坯头尾温差，提高产品质量，并且不影响铸坯输送速度，保证了生产效率。

Description

一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置

技术领域

本实用新型属于连铸温度控制领域，具体涉及一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置。

背景技术

连铸坯直轧是指连铸坯经液压剪切割后不经过加热炉加热，直接送到轧机进行轧制的工艺技术。该技术具有生产成本低、能耗低、温室气体排放少的优点。但是由于铸坯的形成是一个缓慢、连续的过程，对于一个切割后的定尺长度的铸坯，其头部形成时间早于尾部，待铸坯尾部形成并切割时，头部铸坯已经在空气中空冷了一定时间，这就导致头部铸坯比尾部铸坯多了一个空冷阶段，导致定尺铸坯的头部温度低于尾部。

一般定尺12m长的连铸坯，定尺切割时头尾温差有80℃～110℃。以螺纹钢筋生产为例，当连铸坯的头尾温度差大于80℃时，其力学性能的波动范围为100MPa，而传统加热炉生产的钢筋力学性能波动范围小于30MPa，因此，直轧连铸坯轧制前的头尾温差严重影响了钢材产品组织和性能的稳定性，降低了产品质量。

现有技术主要通过调整保温罩长度或者改变铸坯的拉动速度，控制铸坯在保温罩内的停留时间及头尾时间间隔，从而实现整根连铸坯不同部位的温度均匀控制。但上述方式增加了设备投资及运维难度，另外，改变铸坯的拉动速度需要对铸坯输送速度进行分段控制，影响了铸坯的输送速度，不利于提高生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，该装置通过控制冷却气体的流量和喷气时间，进而降低铸坯头尾温差，保证铸坯的输送速度不受影响，提高了生产效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，包括红外传感器和若干同轴设置的气体流通管架，红外传感器设置在若干气体流通管架轴向一侧，气体流通管架内侧设置有若干气体喷嘴，气体流通管架的进气管上设置有流量调节阀。

气体流通管架固定设置在固定机架上。

固定机架为矩形框结构，固定机架与气体流通管架同轴设置。

气体流通管架包括环状气体流通管和四根直线气体流通管道，直线气体流通管道等间距固定设置在环状气体流通管上。

环状气体流通管为圆环结构。

环状气体流通管上设置有流量调节阀。

直线气体流通管道与固定机架固定连接。

直线气体流通管道固定设置在固定机架的矩形边的中点上。

直线气体流通管道关于气体流通管架轴心平行设置。

直线气体流通管道上设置有若干气体喷嘴，气体喷嘴之间的间距相等。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果如下：

本实用新型包括红外传感器和若干同轴设置的气体流通管架，红外传感器设置在若干气体流通管架轴向一侧，红外传感器用于监测连铸坯的位置，判断连铸坯的坯头伸出切割点的距离，为流量调节阀的开启与关闭提供依据。气体流通管架内侧设置有若干气体喷嘴，用于对气体流通管架内部的连铸坯喷出冷却气体。气体流通管架的进气管上设置有流量调节阀，流量调节阀用于开启或关闭气体流通管架的气体通道。通过红外传感器配合流量调节阀控制气体流通管架内的冷却气体的流量和压力，进而降低铸坯头尾温差，提高产品质量，并且不影响铸坯输送速度，提高了生产效率。

进一步的，气体流通管架固定设置在固定机架，保证了装置的稳定性。

进一步的，气体流通管架包括环状气体流通管和四根直线气体流通管道，直线气体流通管道等间距固定设置在环状气体流通管上。四根直线气体流通管道设置在同一个环状气体流通管上，有利于保证四根直线气体流通管道内的气体压力和流量大小一致，进而保证连铸坯冷却的均匀性，提高产品质量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的气体流通管架结构示意图；

图3为本实用新型工作流程示意图。

其中，1、流量调节阀；2、气体喷嘴；3、直线气体流通管道；4、固定机架；5、连铸坯；6、红外传感器；7、气体流通管架；8、环状气体流通管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1和图2所示，一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，包括红外传感器6和若干同轴设置的气体流通管架7，红外传感器6设置在若干气体流通管架7轴向一侧，气体流通管架7内侧设置有若干气体喷嘴2，气体流通管架7的进气管上设置有流量调节阀1。

优选的，本实用新型包括红外传感器6和若干同轴设置的气体流通管架7，红外传感器6设置在若干气体流通管架7轴向一侧，红外传感器6用于监测连铸坯5的位置，判断连铸坯5的坯头伸出切割点的距离，为流量调节阀1的开启与关闭提供依据。另外若干气体流通管架7同轴设置，对连铸坯5进行冷却降温时可对不同气体流通管架7设置不同的气体流量和压力，温度较高的地方的气体流通管架7内部的气体流量和压力相对较大一些，温度较低的地方的气体流通管架7内部的气体流量和压力相对较小一些，有利于保证连铸坯5首尾温度均衡。气体流通管架7内侧设置有若干气体喷嘴2，用于对气体流通管架7内部的连铸坯5喷出冷却气体，气体流通管架7的进气管上设置有流量调节阀1，流量调节阀1用于开启或关闭气体流通管架7的气体通道。对连铸坯5进行冷却降温时，连铸坯5穿设在气体流通管架7内部，气体喷嘴2位于连铸坯5四周，连铸坯5在气体流通管架7内部穿过时，气体喷嘴2依据红外传感器6检测结果向连铸坯5喷气冷却，进而降低铸坯头尾温差。通过红外传感器6配合流量调节阀1控制气体流通管架7内的冷却气体的流量和压力，提高了装置冷却降温的精准性，提高产品质量。并且连铸坯5在冷却降温的同时向前传输，不影响铸坯输送速度，保证了生产效率。

优选的，流量调节阀1和红外传感器6连接控制系统，控制系统依据红外传感器6的监测结果控制流量调节阀1的开启与关闭。即控制系统以传感器所测距离为输入信号，以气体压力和流量为输出信号，通过流量调节阀1对冷却喷嘴的冷却气体流量和压力进行控制。

进一步的，气体冷却装置设于铸坯矫直后和切割段之间，气体冷却装置的长度在0～4m，根据头尾温差要求和现场辊道布局，每根连铸坯可布置1～4套气体冷却装置。

进一步的，冷却气体为不与高温铸坯发生氧化反应的气体和惰性气体，气体温度在25±5℃。气体的压力在0.2MPa～2.0MPa。气体流量在10Nm³/h～300Nm³/h。

进一步的，该气体冷却装置可用于连铸方坯、圆坯和矩形坯的生产过程。

优选的，气体流通管架7固定设置在固定机架4上，保证了装置的稳定性。

如图1和图2所示，固定机架4为矩形框结构，固定机架4与气体流通管架7同轴设置。

进一步的，固定机架4的形状可设置为圆形、椭圆形或其他多边形结构。

优选的，如图1和图2所示，气体流通管架7包括环状气体流通管8和四根直线气体流通管道3，直线气体流通管道3等间距固定设置在环状气体流通管8上。四根直线气体流通管道3设置在同一个环状气体流通管8上，有利于保证四根直线气体流通管道3内的气体压力和流量大小一致，进而保证连铸坯5冷却的均匀性，提高产品质量。

如图1和图2所示，环状气体流通管8为圆环结构。

优选的，环状气体流通管8可设置为矩形、椭圆形或其他多边形结构。

如图1和图2所示，环状气体流通管8上设置有流量调节阀1。

如图1所示，直线气体流通管道3与固定机架4固定连接。

如图1和图2所示，8.如权利要求7所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述直线气体流通管道3固定设置在固定机架4的矩形边的中点上。

如图1所示，直线气体流通管道3关于气体流通管架7轴心平行设置。

如图1所示，直线气体流通管道3上设置有若干气体喷嘴2，气体喷嘴2之间的间距相等，相邻两气体喷嘴间距离设定为20～100mm。

进一步的，气体喷嘴2横截面为矩形结构，长度为2mm～100mm，宽度为5mm～15mm，气体喷嘴2的气体喷射范围角度为60°～90°，气体喷嘴2与铸坯表面距离设定为40mm～150mm。

优选的，本装置利用气体冷却方式，避免铸坯表面形成蒸汽膜，缩短氧气与铸坯接触的时间，进一步减少氧化铁皮的产生，提高金属收得率。

本实用新型的工作过程为：

连铸坯5沿拉坯方向运动并进入气体流通管架7，位于切割点前方的红外传感器6检测到连铸坯5到达设定位置后，红外传感器6将信号传递至控制系统，控制系统打开流量调节阀1，气体喷嘴2向连铸坯5喷射冷却气体。如图3所示为本实用新型工作流程示意图。

优选的，控制系统打开流量调节阀1时，不同位置的气体流通管架7气体压力和流量不同，具体气体压力和流量可提前设定，以保证连铸坯5各个位置的冷却均匀性，提高产品质量。

实施例一

采用直接轧制工艺生产HRB400E钢筋，其连铸坯尺寸规格为165mm×165mm，定尺长度为12m，拉速为3.0m/min，浇注温度为1530℃。在切割位置前安装两套2m长的气体流通管架7，气体流通管架7中的气体为压缩空气，温度为25±5℃，气体压力为1.4MPa，流量大小为45Nm³/h，气体喷嘴2为矩形喷嘴，喷射角度90°，气体喷嘴2截面矩形长度为2mm，气体喷嘴2置于高温连铸坯5表面上方60mm处，气体喷嘴2之间的直线距离为50mm。连铸坯5头部出切割点后，沿拉坯方向设有红外传感器6，判断坯头伸出切割点的距离，根据连铸坯5坯头运行距离控制流量调节阀1控制气体压力和流量，本实例中连铸坯5头部距离切割位置6m时开启流量调节阀1向连铸坯5表面喷吹压缩空气进行冷却，当连铸坯5头部距离切割位置8m时，停止靠近矫直位置的气体流通管架7的喷气，当连铸坯5头部距离切割位置10m时，关闭两个气体流通管架7的流量调节阀1，停止喷射气体。

本实用新型提供的一种连铸坯头尾均温的水冷装置，对连铸坯进行分阶段冷却，在保证棒线材直轧工艺稳定性的前提下，有效减小连铸坯头尾温差，降低了直接轧制工艺对钢材产品组织和性能的稳定性的影响，提高了产品质量。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，包括红外传感器(6)和若干同轴设置的气体流通管架(7)，红外传感器(6)设置在若干气体流通管架(7)轴向一侧，气体流通管架(7)内侧设置有若干气体喷嘴(2)，气体流通管架(7)的进气管上设置有流量调节阀(1)。

2.如权利要求1所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述气体流通管架(7)固定设置在固定机架(4)上。

3.如权利要求2所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述固定机架(4)为矩形框结构，固定机架(4)与气体流通管架(7)同轴设置。

4.如权利要求3所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述气体流通管架(7)包括环状气体流通管(8)和四根直线气体流通管道(3)，直线气体流通管道(3)等间距固定设置在环状气体流通管(8)上。

5.如权利要求4所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述环状气体流通管(8)为圆环结构。

6.如权利要求5所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述环状气体流通管(8)上设置有流量调节阀(1)。

7.如权利要求4所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述直线气体流通管道(3)与固定机架(4)固定连接。

8.如权利要求7所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述直线气体流通管道(3)固定设置在固定机架(4)的矩形边的中点上。

9.如权利要求8所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述直线气体流通管道(3)关于气体流通管架(7)轴心平行设置。

10.如权利要求9所述的一种降低连铸坯头尾温差的气体冷却装置，其特征在于，所述直线气体流通管道(3)上设置有若干气体喷嘴(2)，气体喷嘴(2)之间的间距相等。