專利名稱：一種模擬連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種模擬連鑄機(jī)二冷噴嘴冷 卻效果的仿真裝置。
背景技術(shù)：
連鑄機(jī)二冷制度對(duì)連鑄坯質(zhì)量有較大影響，表面裂紋(橫裂紋和縱裂 紋)、內(nèi)部裂紋(三角區(qū)裂紋和中心線裂紋)和中心偏析都與二冷制度有 密切的關(guān)系。二冷效果的好壞主要取決于二冷噴嘴的型號(hào)和布置、二冷 水霧冷卻的流量及壓力等。
袁偉霞(袁偉霞，劉成信，趙雪松，噴嘴噴霧冷卻特性測(cè)試系統(tǒng)的研
究及應(yīng)用，煉鋼，2004， Vol. 20， No. 1: 36-38， 62)和王鳳珍(王鳳珍， 蓋領(lǐng)軍，連鑄二冷噴嘴性能測(cè)試及計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，河北冶金，2002， No. 1: 12-14， 22)分別開(kāi)發(fā)過(guò)噴嘴冷卻特性的測(cè)試系統(tǒng)，并運(yùn)用該系統(tǒng) 來(lái)測(cè)定噴嘴的冷卻特性，包括壓力流量曲線，水量分布、水的粒徑和打 擊力。
已有系統(tǒng)存在如下問(wèn)題(1)只能模擬單個(gè)噴嘴的全部冷卻特性和單 排噴嘴組合后的水量分布，不能模擬多排噴嘴組合后的冷卻特性；(2) 噴嘴始終是垂直布置，不能模擬連鑄機(jī)部分扇形段噴嘴與鑄坯之間的位 置狀態(tài)；(3)現(xiàn)代連鑄機(jī)多排噴嘴采用交錯(cuò)布置，現(xiàn)有系統(tǒng)不能準(zhǔn)確模 擬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的仿真裝置，可 以模擬噴嘴真實(shí)的冷卻特性，為優(yōu)化噴嘴的型號(hào)和布置、改善連鑄坯的 二次冷卻的效果提供依據(jù)。
本發(fā)明的仿真裝置包括齒輪轉(zhuǎn)向箱l、升降減速機(jī)2、噴淋管組件3、 氣、水輸入集管4、上定位框5、導(dǎo)柱6、移動(dòng)平衡裝置7、旋轉(zhuǎn)定位框 8、角度傳感器9、旋轉(zhuǎn)支架IO、傳動(dòng)鏈輪鏈條ll、旋轉(zhuǎn)減速機(jī)12、升 降、減速傳動(dòng)器件支撐13、導(dǎo)軌付及伺服電機(jī)14、微壓傳感器15、 二 位二通電磁閥16、集水器17、連接件18、接水口 19、接水口翻板20、
稱重傳感器21、直線電機(jī)22、旋轉(zhuǎn)氣缸23、下定位框24、液壓阻尼器 25。
計(jì)算機(jī)指令升降減速機(jī)2通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)向箱1以及絲桿等，做上下移動(dòng)。 因上下移動(dòng)是單絲桿工作，而噴淋組件較寬，為精確平衡升降，左右兩 側(cè)設(shè)置了移動(dòng)平衡裝置7固定在導(dǎo)柱6上，由計(jì)算機(jī)指令升降減速機(jī)2 通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)向箱1以及絲桿等做上下移動(dòng)調(diào)節(jié)噴射距離，氣、水輸入集 管4通入噴淋管組件3。上定位框5、下定位框24限制噴淋管組件3的 上下行程；旋轉(zhuǎn)定位框8由計(jì)算機(jī)采集角度傳感器9的信號(hào)、根據(jù)要求 指令旋轉(zhuǎn)減速機(jī)12帶動(dòng)傳動(dòng)鏈輪鏈條11控制噴淋管組件3的旋轉(zhuǎn)角度。 裝置左右設(shè)有旋轉(zhuǎn)支架10，旋轉(zhuǎn)支架10連接升降、減速傳動(dòng)器件支撐 13。部件14-22構(gòu)成了流量分布及打擊力接收部分，安裝在下定位框上， 其縱向移動(dòng)由導(dǎo)軌付及伺服電機(jī)14等驅(qū)動(dòng)，其行程為2500mm。流量分 布集水、放水系統(tǒng)主要由微壓傳感器15、 二位二通電磁閥16、集水器 17、連接件18、接水口 19、接水口翻板20組成。微壓傳感器15通過(guò)二 位二通電磁閥16控制水的流量，集水器17懸掛于移動(dòng)橫梁上，在檢測(cè) 過(guò)程中能始終處于垂直狀態(tài)，以保證精確測(cè)量集水高度。
在集水口處設(shè)置了由旋轉(zhuǎn)氣缸23驅(qū)動(dòng)的一組翻板可適時(shí)對(duì)集水口進(jìn) 行封閉或敞開(kāi)控制，以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)流量分布的測(cè)定。為了提高集水的精度， 集水器設(shè)置較高，有效接水高度^600mm。
噴淋管組件3的旋轉(zhuǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性是通過(guò)液壓阻尼器25來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 噴淋管組件3為橫向梯子形，共五排，單排上管為氣管，下管為水管。 下管的下側(cè)和側(cè)面設(shè)有橫向?qū)Р?，用以固定噴嘴位置可任意移?dòng)變化。 噴嘴的水氣連接為相鄰單排交叉連接(因單排上、下管的側(cè)面都設(shè)有若 干個(gè)軟接管，以供選擇連接)。
裝置具備以下功能(1U 5排、1 30個(gè)噴嘴的壓力流量特性測(cè)試; (2) 1 5排、1 30個(gè)噴嘴的水流密度分布測(cè)試；(3) 1 5排、1 30 個(gè)噴嘴的打擊壓力測(cè)試；(4)集水器系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)0 90°旋轉(zhuǎn)；(5) 全自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集和處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的高精度仿真。


圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)A-A剖面圖。 圖3為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)俯視圖。 圖4為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)左視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:扇形段噴嘴冷卻效果的仿真
(1) 按照模擬對(duì)象的原型，將噴嘴安裝在仿真裝置的冷態(tài)測(cè)控架
上，可同時(shí)安裝5排，每排安裝6個(gè)。
(2) 連接水源和氣源，按照原型的參數(shù)，設(shè)定水和氣的壓力和流量。
(3) 打開(kāi)氣、水閥門。
(4) 利用旋轉(zhuǎn)減速機(jī)和傳動(dòng)鏈輪鏈條移動(dòng)流量分布及打擊力接收部分。
(5) 旋轉(zhuǎn)集水器至45。。
(6) 啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，測(cè)量水流量分布和打擊力。
權(quán)利要求
1.一種模擬連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的仿真系統(tǒng)，其特征是仿真系統(tǒng)包括齒輪轉(zhuǎn)向箱(1)、升降減速機(jī)(2)、噴淋管組件(3)、氣、水輸入集管(4)、上定位框(5)、導(dǎo)柱(6)、移動(dòng)平衡裝置(7)、旋轉(zhuǎn)定位框(8)、9-角度傳感器(9)、旋轉(zhuǎn)支架(10)、傳動(dòng)鏈輪鏈條(11)、旋轉(zhuǎn)減速機(jī)(12)、升降、減速傳動(dòng)器件支撐(13)、導(dǎo)軌付及伺服電機(jī)(14)、微壓傳感器(15)、二位二通電磁閥(16)、集水器(17)、連接件(18)、接水口(19)、接水口翻板(20)、稱重傳感器(21)、直線電機(jī)(22)、旋轉(zhuǎn)氣缸(23)、下定位框(24)、液壓阻尼器(25)；計(jì)算機(jī)指令升降減速機(jī)(2)通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)向箱(1)以及絲桿，做上下移動(dòng)；因上下移動(dòng)是單絲桿工作，而噴淋組件較寬，為精確平衡升降，左右兩側(cè)設(shè)置了移動(dòng)平衡裝置(7)固定在導(dǎo)柱(6)上，由計(jì)算機(jī)指令升降減速機(jī)(2)通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)向箱(1)以及絲桿做上下移動(dòng)調(diào)節(jié)噴射距離，氣、水輸入集管(4)通入噴淋管組件(3)；上定位框(5)、下定位框(24)限制噴淋管組件(3)的上下行程；旋轉(zhuǎn)定位框(8)由計(jì)算機(jī)采集角度傳感器(9)的信號(hào)、根據(jù)要求指令旋轉(zhuǎn)減速機(jī)(12)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈輪鏈條(11)控制噴淋管組件(3)的旋轉(zhuǎn)角度；裝置左右設(shè)有旋轉(zhuǎn)支架(10)，旋轉(zhuǎn)支架(10)連接升降、減速傳動(dòng)器件支撐(13)；部件(14)-(22)構(gòu)成了流量分布及打擊力接收部分，安裝在下定位框上，其縱向移動(dòng)由導(dǎo)軌付及伺服電機(jī)(14)驅(qū)動(dòng)，其行程為2500mm；流量分布集水、放水系統(tǒng)由微壓傳感器(15)、二位二通電磁閥(16)、集水器(17)、連接件(18)、接水口(19)、接水口翻板(20)組成；微壓傳感器(15)通過(guò)二位二通電磁閥(16)控制水的流量，集水器(17)懸掛于移動(dòng)橫梁上，在檢測(cè)過(guò)程中能始終處于垂直狀態(tài)，以保證精確測(cè)量集水高度。
2. 如權(quán)利要求1所述一種模擬連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的仿真裝 置，其特征是集水口處設(shè)置了由旋轉(zhuǎn)氣缸(23)驅(qū)動(dòng)的一組翻板，能適 時(shí)對(duì)集水口進(jìn)行封閉或敞開(kāi)控制，以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)流量分布的測(cè)定；為了提高 集水的精度，集水器設(shè)置有效接水高度》600mm。
3. 如權(quán)利要求1所述一種模擬連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的仿真裝 置，其特征是噴淋管組件(3)的旋轉(zhuǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性是通過(guò)液壓阻尼器(25) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的；噴淋管組件(3)為橫向梯子形，共五排，單排上管為氣管， 下管為水管；下管的下側(cè)和側(cè)面設(shè)有橫向?qū)Р郏靡怨潭▏娮煳恢媚苋?意移動(dòng)變化；噴嘴的水氣連接為相鄰單排交叉連接。
全文摘要
一種模擬連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的仿真系統(tǒng)，屬于連鑄技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)具備以下功能(1)1～5排、1～30個(gè)噴嘴的壓力流量特性測(cè)試；(2)1～5排、1～30個(gè)噴嘴的水流密度分布測(cè)試；(3)1～5排、1～30個(gè)噴嘴的打擊壓力測(cè)試；(4)1～5排、1～30個(gè)噴嘴的三維移動(dòng)；(5)接水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)0～90°旋轉(zhuǎn)；(6)全自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集和處理?？梢詫?shí)現(xiàn)連鑄機(jī)二冷噴嘴冷卻效果的高精度仿真。
文檔編號(hào)G05B15/02GK101367119SQ20081011981
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者朱國(guó)森, 朱立新, 濤 李, 李有懷, 李本海, 王立峰, 建 管, 管序榮, 胡雄光 申請(qǐng)人:首鋼總公司