一種新型方坯連鑄二冷水調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及方坯連鑄二次冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型方坯連鑄二冷水調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著連鑄技術(shù)的高速發(fā)展，以及市場(chǎng)對(duì)鑄坯質(zhì)量要求的提高，二次冷卻問題受到越來越多的重視。二冷的目的是使鑄坯離開結(jié)晶器后接受連續(xù)冷卻并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完全凝固，以提高鑄機(jī)的生產(chǎn)能力。冷卻水量沿鑄坯長度方向的分配，鑄坯從結(jié)晶器出來往下運(yùn)動(dòng)，鑄坯表面溫度逐步降低，坯殼增厚，所以二冷水量(冷卻強(qiáng)度)從上往下逐步減少，需要的水流密度逐漸減小。對(duì)于弧形連鑄機(jī)而言，內(nèi)弧、外弧面冷卻水的冷卻效率是有差異的，由于內(nèi)弧面常有給水，而外弧面上噴水水滴難以在鑄坯面上停留，所以應(yīng)該在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到內(nèi)外弧水量的差異。
[0003]連鑄坯在二次冷卻的過程中，要求鑄坯的表面溫度在控制的范圍內(nèi)平滑過渡，盡量減小波動(dòng)，才能獲得良好的內(nèi)外部質(zhì)量。
[0004](I)鑄坯冷卻強(qiáng)度合適。在不同的區(qū)域連鑄坯需要的冷卻強(qiáng)度是不同的。
[0005](2)均勻冷卻。在保證冷卻強(qiáng)度的條件下，避免局部鑄坯表面溫降過快使溫度應(yīng)力陡增而引起表面裂紋。
[0006](3)高效率冷卻。合理的氣水比實(shí)現(xiàn)高效冷卻。
[0007](4)鑄坯表面溫度控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，以保證輥?zhàn)又g形成的鼓肚量最??；但要避免在鋼的低溫脆性區(qū)(700?900)進(jìn)行矯直。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，目前方坯連鑄機(jī)都采用的是分區(qū)控制二冷水量，盡量使得實(shí)際的二冷水量接近目標(biāo)二冷水量。但是由于考慮加工制造、裝卸與維修、設(shè)備成本等問題，而不得以根據(jù)不同的鋼種、拉速等條件只能將二冷區(qū)劃分為3?4個(gè)冷卻區(qū)進(jìn)行分別控制。由于二冷區(qū)是由于客觀因素為而人為劃分的，經(jīng)常有二冷區(qū)劃分不合理，同一冷卻區(qū)域冷卻強(qiáng)度相同，但是實(shí)際需要的冷卻強(qiáng)度是逐漸變化的。冷卻水流密度不能自然平滑過渡，二冷水量不能精確調(diào)節(jié)、冷卻效果不佳問題。造成鑄坯質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)。目前方坯的二冷區(qū)域分區(qū)控制以后每個(gè)冷卻區(qū)的水量是一樣的，對(duì)于矩形坯而言，同一冷卻區(qū)內(nèi)外弧的噴嘴一樣，左右側(cè)的噴嘴一樣。只能較粗的區(qū)別控制二冷水。要想精細(xì)調(diào)節(jié)水流密度，得到更好的鑄坯質(zhì)量，目前的二冷調(diào)節(jié)方法和機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)這一要求。
[0009]為了得到更好的鑄坯質(zhì)量，二冷噴淋水的水量必須盡量接近目標(biāo)水量，這就要求沿著鑄坯拉坯方向二冷水的水量逐漸減小，能夠逐段調(diào)節(jié)。但是由于目前二冷水的分區(qū)制度以及滿足二冷分區(qū)制度的二冷設(shè)備結(jié)構(gòu)，每一個(gè)二冷區(qū)的水量是一樣的，只是在生產(chǎn)矩形坯時(shí)內(nèi)外弧和左右側(cè)的噴嘴不同來調(diào)節(jié)水量。在一個(gè)冷卻區(qū)，沿著長度方向是無法調(diào)節(jié)水量的。
[0010]要想精細(xì)化調(diào)節(jié)水量可以從以下兩個(gè)方面考慮。其一將二冷分區(qū)分的更多分區(qū)更細(xì)，但是分區(qū)增多，水系統(tǒng)需要的控制調(diào)節(jié)閥門、流量計(jì)等儀表類設(shè)備以及管路都會(huì)增多。首先增加這些設(shè)備生產(chǎn)成本肯定會(huì)增加不少，維護(hù)量也加大，再者系統(tǒng)更加復(fù)雜需要的空間更大，對(duì)于老的連鑄機(jī)可能空間不夠，無法安裝新增的設(shè)備?？傮w上而言也不經(jīng)濟(jì)。
[0011]其二可以保持目前二冷分區(qū)不變，在一個(gè)冷卻內(nèi)部不同的位置安裝不同的噴嘴來實(shí)現(xiàn)水量差異化調(diào)節(jié)。但是這樣就需要很多種類的噴嘴，生產(chǎn)準(zhǔn)備件倍增，生產(chǎn)成本提高，而且噴嘴型號(hào)太多很容易安裝錯(cuò)誤，可能適得其反，造成不必要的麻煩。
[0012]基于以上分析可知，為了實(shí)現(xiàn)減少投資，精細(xì)化調(diào)節(jié)水量，使二冷水流密度盡量接近目標(biāo)水流密度，目前的方法和設(shè)備是無法實(shí)現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型方坯連鑄二冷水調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，解決了由于考慮加工制造、裝卸與維修、設(shè)備成本等問題而不得以將二冷區(qū)分為若干小區(qū)，造成冷卻水量不能精細(xì)調(diào)節(jié)、冷卻效果不佳問題;本發(fā)明能夠在節(jié)約成本的前提下，精細(xì)化調(diào)節(jié)水量，使二冷水實(shí)際水流密度盡量接近理論水流密度，顯著改善鑄坯質(zhì)量。
[0014]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0015]—種新型方坯連鑄二冷水調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括可調(diào)二冷水的噴淋架，所述可調(diào)二冷水的噴淋架包括內(nèi)弧噴淋架I，外弧噴淋架4，內(nèi)弧噴淋架I和外弧噴淋架4上均垂直設(shè)置有噴口相對(duì)的多個(gè)內(nèi)外弧噴嘴5，內(nèi)弧噴淋架I和外弧噴淋架4的左右兩側(cè)分別設(shè)置有左側(cè)噴淋架2和右側(cè)噴淋架3，左側(cè)噴淋架2和右側(cè)噴淋架3上均垂直設(shè)置有噴口相對(duì)的多個(gè)左右側(cè)噴嘴6;所述內(nèi)弧噴淋架1、外弧噴淋架4、左側(cè)噴淋架2和右側(cè)噴淋架3均焊接在一起，每個(gè)噴淋架端部都帶有和車間配管聯(lián)接用的進(jìn)水管接頭和進(jìn)氣管接頭，使用時(shí)，通過金屬軟管將噴淋架和車間配管連接，實(shí)現(xiàn)水氣接通。
[0016]所述內(nèi)外弧噴嘴5為同一型號(hào)，所述左右側(cè)噴嘴6為同一型號(hào)。
[0017]所述右側(cè)噴淋架3包括焊接在一起的右側(cè)噴淋架進(jìn)水管9和右側(cè)噴淋架進(jìn)氣管10;所述左右側(cè)噴嘴6通過噴嘴進(jìn)水軟管7與右側(cè)噴淋架進(jìn)水管9連通實(shí)現(xiàn)水路連通;所述左右側(cè)噴嘴6后端設(shè)置有調(diào)節(jié)氣體壓力的噴嘴節(jié)流板8，所述左右側(cè)噴嘴6和噴嘴節(jié)流板8通過螺栓11、螺母12和墊圈13與右側(cè)噴淋架進(jìn)氣管10連通實(shí)現(xiàn)氣路連通;所述內(nèi)弧噴淋架1、外弧噴淋架4和左側(cè)噴淋架2與右側(cè)噴淋架3的連接結(jié)構(gòu)相同。
[0018]所述噴嘴節(jié)流板8為中間開孔且孔徑可調(diào)的擋板。通過調(diào)節(jié)孔徑來調(diào)節(jié)進(jìn)入噴嘴的氣水比。
[0019]所述內(nèi)外弧噴嘴5和左右側(cè)噴嘴6的數(shù)量為6個(gè)。
[0020]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn):
[0021 ] 1.能夠精細(xì)調(diào)節(jié)二冷噴淋水，設(shè)備成本低。
[0022]2.調(diào)節(jié)方法簡單，電氣控制系統(tǒng)無需修改。
[0023]3.既能在新設(shè)計(jì)的鑄機(jī)上使用，也能在改造的老鑄機(jī)上使用;適應(yīng)性強(qiáng)。
[0024]4.精細(xì)調(diào)節(jié)二冷水的情況下設(shè)備構(gòu)成簡單。
[0025]5.鑄坯冷卻強(qiáng)度更加合理，冷卻更加均勻，提高冷卻效率，有效控制鑄坯表面溫度。
[0026]6.達(dá)到冷卻鑄坯實(shí)際需要水量的前提下節(jié)約二冷水。
[0027]7.能夠顯著改善鑄坯質(zhì)量。
[0028]總之，本發(fā)明提供了一種新型的方坯連鑄二冷水調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，解決了由于考慮加工制造、裝卸與維修、設(shè)備成本等問題而不得以將二冷區(qū)分為若干小區(qū)，造成冷卻水量不能精確調(diào)節(jié)、冷卻效果不佳問題。
[0029]本發(fā)明能夠在節(jié)約成本的前提下，精細(xì)化調(diào)節(jié)水量，使二冷水實(shí)際水流密度盡量接近理論水流密度，調(diào)節(jié)方法簡單，設(shè)備構(gòu)成簡單，節(jié)約二冷水，顯著改善鑄坯質(zhì)量。
【附圖說明】
[0030]圖1是噴淋冷卻水理論密度分布曲線圖。
[0031]圖2是現(xiàn)有二冷分區(qū)控制以后噴淋冷卻水的系統(tǒng)原理圖。
[0032]圖3是現(xiàn)有二冷分區(qū)控制以后噴淋冷卻水實(shí)際密度分布圖。
[0033]圖4本發(fā)明可以調(diào)節(jié)二冷水的噴淋架結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0034]圖5是圖4沿A-A向的剖視圖。
[0035]圖6是圖5的局部放大圖。
[0036]圖7采用本發(fā)明新型二冷水調(diào)節(jié)方法及結(jié)構(gòu)以后噴淋冷卻水密度分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0038]如圖1所示，噴淋冷卻水理論密度分布。圖中橫坐標(biāo)為冷卻區(qū)長度，縱坐標(biāo)為單位長度冷卻水量，曲線為理論二冷水密度分布。為了得到良好的鑄坯質(zhì)量，理論上要求二冷水的分布沿拉坯方向從上到下逐漸減少，鑄坯表面的水量密度分布曲線光滑連續(xù)。
[0039]如圖2所示，現(xiàn)有二冷分區(qū)控制以后噴淋冷卻水的系統(tǒng)原理圖。以二冷Π區(qū)為例，目前的二冷采用氣水冷卻，冷卻水、冷卻氣體通過各自管路最終到達(dá)噴嘴，經(jīng)過噴嘴混合以后最終噴出，由于二冷壓縮空氣的作用，將二冷水霧化。氣水噴霧冷卻強(qiáng)度是由噴霧冷態(tài)特性參數(shù)決定的，主要有水流密度、霧滴大小、霧滴沖擊速度，這些特性參數(shù)可以通過調(diào)節(jié)水壓和氣壓的工作位置而改變。即可以通過調(diào)節(jié)氣