一種浸入式水口冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括霧化器、冷卻管，所述霧化器通過金屬軟管連接冷卻管，所述冷卻管套在浸入式水口外側(cè)并與之緊密接觸，所述浸入式水口的上端設(shè)置有中間包，所述中間包內(nèi)有上水口和塞棒，所述浸入式水口的下端設(shè)置有接結(jié)晶器，所述浸入式水口的一端與上水口相連，另一端插入結(jié)晶器。本發(fā)明的優(yōu)點如下，1）整體結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、安裝方便，檢查和更換方便；2）該技術(shù)方案可根據(jù)塞棒系數(shù)來調(diào)節(jié)冷卻強度，有效防止水口凍結(jié)；3）該技術(shù)方案冷卻長度長，冷卻時間充分；4）該技術(shù)方案的冷卻裝置不改變原有澆注系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)與鋼水之間隔有耐火材料，使用較為安全，對生產(chǎn)影響小。
【專利說明】一種浸入式水口冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，特別涉及一種浸入式水口冷卻裝置，屬于金屬材料與加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵材料的均質(zhì)化是材料研究的重要目標之一，但在鋼的連鑄生產(chǎn)中，由于存在選分結(jié)晶，鋼水凝固成連鑄坯的過程中總會形成一定程度的成分偏析。尤其對于高碳鋼，由于兩相區(qū)寬、碳偏析傾向大，連鑄坯的碳偏析控制一直是行業(yè)內(nèi)的難點問題之一。
[0003]低過熱度澆注是減輕連鑄坯成分偏析的主要手段之一。為實現(xiàn)這一目的，冶金工作者開發(fā)了中間包加熱技術(shù)、水口冷卻技術(shù)等。中間包加熱是在降低出鋼溫度的基礎(chǔ)上開發(fā)的中間包恒溫技術(shù)，對低溫鋼水實施加熱使鋼水保持較低過熱度；但是，為防止溫度太低導(dǎo)致水口凍結(jié)，過熱度不能無限制降低；而且無論是等離子加熱還是感應(yīng)加熱，加熱裝置的投資較大、維護成本高。水口冷卻技術(shù)是在中間包和結(jié)晶器之間對鋼水實施冷卻，進一步降低過熱度。中國專利ZL 200620003952.X提出了一種帶冷卻芯的澆注水口，并且隨后在ZL200720104264.7中公開了一種帶冷卻芯澆注水口的冷卻與控制裝置。該冷卻水口采用了與澆注鋼種相同材質(zhì)的冷卻芯，冷卻芯外部用冷卻介質(zhì)冷卻；冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大，安裝及更換程序較繁瑣；且冷卻介質(zhì)與鋼水之間只隔一層鋼質(zhì)冷卻芯，如冷卻控制系統(tǒng)故障，鋼質(zhì)冷卻芯容易被燒穿而使得冷卻介質(zhì)與鋼水直接接觸，容易引起生產(chǎn)事故。申請?zhí)枮?00610031800.5的發(fā)明專利提出了一種連鑄中間包下水口冷卻裝置，該冷卻水口的制作也比較復(fù)雜，冷卻介質(zhì)輸送管與鋼水直接接觸，同樣存在安全隱患，且冷卻距離短，冷卻效果有限。因此，迫切的需要一種新的方案解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種浸入式水口冷卻裝置，該裝置整體設(shè)計巧妙，在不改變原有澆注系統(tǒng)的情況下，對浸入式水口內(nèi)的鋼水實施間接冷卻，進一步降低鋼水過熱度，以提高等軸晶比例并細化晶粒，進而減輕連鑄坯的中心縮孔、成分偏析等缺陷。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下，一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括霧化器、冷卻管，所述霧化器通過金屬軟管連接冷卻管，所述冷卻管套在浸入式水口外側(cè)并與之緊密接觸，所述浸入式水口的上端設(shè)置有中間包，所述中間包內(nèi)有上水口和塞棒，所述浸入式水口的下端設(shè)置有接結(jié)晶器，所述浸入式水口的一端與上水口相連，另一端插入結(jié)晶器。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進，所述冷卻管設(shè)置為螺旋冷卻管。該結(jié)構(gòu)制作方便，且便于增大接觸面積進而增強冷卻效果。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進，所述螺旋冷卻管為方管繞制而成。方管保證冷卻管與浸入式水口之間有比較大的接觸面積，進而增強了冷卻效果。[0008]作為本發(fā)明的一種改進，所述螺旋冷卻管內(nèi)壁斜度與浸入式水口外壁斜度一致以保證緊密接觸，防止冷卻管與浸入式水口之間產(chǎn)生間隙，進而影響傳熱效果。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進，所述冷卻管內(nèi)的冷卻介質(zhì)為氣霧，氣霧的冷卻效果比較好。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化器包含混合塊和霧化室。
[0011 ] 作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化器的一側(cè)設(shè)置有冷卻水入口管道和壓縮空氣入口管道，另一側(cè)通過霧化室連接氣霧出口管道。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化室內(nèi)設(shè)置有葉片，所述葉片設(shè)置為螺旋狀排列方式。便于增強霧化效果。
[0013]作為本發(fā)明的一種改進，所述冷卻水入口管道上設(shè)置有壓力表、調(diào)節(jié)閥；所述壓縮空氣入口管道上設(shè)置有壓力表、調(diào)節(jié)閥，便于調(diào)節(jié)冷卻強度。
[0014]作為本發(fā)明的一種改進，所述螺旋冷卻管的材料為銅合金，確保冷卻管的導(dǎo)熱效果比較好。
[0015]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點如下，I)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、安裝方便，檢查和更換方便；2)該技術(shù)方案可根據(jù)塞棒系數(shù)來調(diào)節(jié)冷卻強度，有效防止水口凍結(jié)；3)該技術(shù)方案冷卻長度長，冷卻時間充分；4)該技術(shù)方案的冷卻裝置不改變原有澆注系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)與鋼水之間隔有耐火材料，使用較為安全，對生產(chǎn)影響?。?)該技術(shù)方案成本較低，便于大規(guī)模推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是浸入式水口冷卻裝置組成及安裝示意圖；
圖2是霧化器結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中:I為中間包,2為上水口，3為塞棒,4為浸入式水口，5為結(jié)晶器,6為冷卻管，7為霧化器，8為金屬軟管，9為切斷閥，10為壓力表，11為調(diào)節(jié)閥，12為混合快，13為冷卻水入口管道，14為壓縮空氣入口管道，15為氣霧出口管道，16為霧化室，17為葉片，18為螺帽堵頭。
【具體實施方式】
[0018]為了加深對本發(fā)明的理解和認識，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述和介紹。
[0019]實施例1:參見圖1，一種浸入式水口冷卻裝置，所述冷卻裝置包括霧化器7、冷卻管6，所述霧化器7通過金屬軟管8連接冷卻管6，所述冷卻管6套在浸入式水口 4外側(cè)并與之緊密接觸，所述浸入式水口 4的上端設(shè)置有中間包1，所述中間包I內(nèi)有上水口 2和塞棒3，所述浸入式水口 4的下端設(shè)置有接結(jié)晶器5，所述浸入式水口 4的一端與上水口 2相連，另一端插入結(jié)晶器5。
[0020]實施例2:參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進，所述冷卻管6設(shè)置為螺旋冷卻管。該結(jié)構(gòu)制作方便，且便于增大接觸面積進而增強冷卻效果。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0021]實施例3:參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進，所述螺旋冷卻管為方管繞制而成。方管保證冷卻管與浸入式水口之間有比較大的接觸面積，進而增強了冷卻效果。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0022]實施例4:參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進，所述螺旋冷卻管內(nèi)壁斜度與浸入式水口外壁斜度一致以保證緊密接觸，防止冷卻管與浸入式水口之間產(chǎn)生間隙，進而影響傳熱效果。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0023]實施例5:作為本發(fā)明的一種改進，所述冷卻管6內(nèi)的冷卻介質(zhì)為氣霧，氣霧的冷卻效果比較好。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0024]實施例6:參見圖2，作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化器7包含混合塊12和霧化室16。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0025]實施例7:參見圖2，作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化器7的一側(cè)設(shè)置有冷卻水入口管道13和壓縮空氣入口管道14，另一側(cè)通過霧化室16連接氣霧出口管道15。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0026]實施例8:參見圖2，作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化室16內(nèi)設(shè)置有葉片17，所述葉片17設(shè)置為螺旋狀排列方式，便于增強霧化效果。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0027]實施例9:參見圖2，作為本發(fā)明的一種改進，所述冷卻水入口管道13上設(shè)置有壓力表10、調(diào)節(jié)閥11 ;所述壓縮空氣入口管道14上設(shè)置有壓力表10、調(diào)節(jié)閥11，便于調(diào)節(jié)冷卻強度。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0028]實施例10:作為本發(fā)明的一種改進，所述螺旋冷卻管的材料為銅合金，確保冷卻管的導(dǎo)熱效果比較好。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0029]工作原理:
參見圖1一圖2，由圖1可以看出，本發(fā)明提供的浸入式水口冷卻裝置由以下部件組成，螺旋冷卻管6，霧化器7，金屬軟管8，切斷閥9，壓力表10，調(diào)節(jié)閥11。中間包I內(nèi)裝有上水口 2和塞棒3,浸入式水口 4的一端與上水口 2相連,另一端插入結(jié)晶器5,螺旋冷卻管6套在浸入式水口 4的外側(cè)并與之緊密接觸。由圖2可以看出，霧化器由以下部件組成，混合塊12，冷卻水入口 13，壓縮空氣入口 14，氣霧出口 15，霧化室16，葉片17，螺帽堵頭18。冷卻水和壓縮空氣分別從冷卻水入口 13和壓縮空氣入口 14流入，在混合塊12內(nèi)混合后進入霧化室16，在葉片17的作用下充分霧化。
[0030]在鋼的連續(xù)澆注過程中，鋼水在塞棒3的控制下從中間包I經(jīng)上水口 2和浸入式水口 4流入到結(jié)晶器5中。從霧化器7流出的氣霧冷卻介質(zhì)沿金屬軟管8流經(jīng)螺旋冷卻管6，對螺旋冷卻管6起到冷卻作用；鋼水中的熱量經(jīng)過浸入式水口 4傳輸?shù)铰菪鋮s管6，再由冷卻介質(zhì)帶出。冷卻水和壓縮空氣的流量、壓力可由調(diào)節(jié)閥11來調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)對冷卻強度的調(diào)節(jié)；冷卻強度應(yīng)參考塞棒系數(shù)，冷卻強度過大，浸入式水口內(nèi)有鋼水凝固，塞棒會有上漲現(xiàn)象，有水口緒流的風(fēng)險；因此，為得到較好的冷卻效果，在保證塞棒系數(shù)穩(wěn)定的條件下采用盡量大的冷卻強度。
[0031 ] 本發(fā)明提供的浸入式水口冷卻裝置主體是一個套在浸入式水口外側(cè)、用方管繞制而成的螺旋冷卻管；為保證傳熱效果，方管采用銅合金材質(zhì)，螺旋管內(nèi)壁斜度與浸入式水口外壁斜度一致以保證緊密接觸；壓縮空氣和冷卻水在充分霧化后進入螺旋冷卻管并沿螺旋方向流出，使鋼水的熱量流經(jīng)水口壁和方管壁后由氣霧冷卻介質(zhì)帶出，對鋼水起到間接冷卻作用；壓縮空氣和冷卻水分別由獨立的管路來控制以便于調(diào)節(jié)冷卻強度；冷卻強度根據(jù)塞棒系數(shù)來調(diào)節(jié)，在塞棒不上漲的前提下使用盡量大的冷卻強度，以便在不影響生產(chǎn)順行的前提下盡可能地降低過熱度。
[0032]本發(fā)明還可以將實施例2、3、4、5、6、7、8、9、10所述技術(shù)特征中的至少一個與實施
例I組合形成新的實施方式。
[0033]需要說明的是上述實施例，并非用來限定本發(fā)明的保護范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括霧化器、冷卻管，所述霧化器通過金屬軟管連接冷卻管，所述冷卻管套在浸入式水口外側(cè)并與之緊密接觸，所述浸入式水口的上端設(shè)置有中間包，所述中間包內(nèi)有上水口和塞棒，所述浸入式水口的下端設(shè)置有接結(jié)晶器，所述浸入式水口的一端與上水口相連，另一端插入結(jié)晶器。
2.如權(quán)利要求1所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻管設(shè)置為螺旋冷卻管。
3.如權(quán)利要求2所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述螺旋冷卻管為方管繞制而成。
4.如權(quán)利要求3所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述螺旋冷卻管內(nèi)壁斜度與浸入式水口外壁斜度一致以保證緊密接觸。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻管內(nèi)的冷卻介質(zhì)為氣霧。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述霧化器包含混合塊和霧化室。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述霧化器的一側(cè)設(shè)置有冷卻水入口管道和壓縮空氣入口管道，另一側(cè)通過霧化室連接氣霧出口管道。
8.如權(quán)利要求6所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述霧化室內(nèi)設(shè)置有葉片，所述葉片設(shè)置為螺旋狀排列方式。
9.如權(quán)利要求8所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻水入口管道上設(shè)置有壓力表、調(diào)節(jié)閥；所述壓縮空氣入口管道上設(shè)置有壓力表、調(diào)節(jié)閥。
10.如權(quán)利要求2或3所述一種浸入式水口冷卻裝置，其特征在于，所述螺旋冷卻管的材料為銅合金。
【文檔編號】B22D41/60GK103934445SQ201410139837
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】陳遠清, 張先軼, 宋健, 彭家清, 黃劍, 尚正鴻, 王進 申請人:張家港聯(lián)峰鋼鐵研究所有限公司