混合冷卻噴嘴裝置及使用其控制連續(xù)鑄造設(shè)備的冷卻噴嘴的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝備在連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段中的混合冷卻噴嘴裝置，并且更具體地，涉及一種能夠基于穿過(guò)連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段的金屬帶材的速度選擇噴射方式并相應(yīng)地執(zhí)行噴射動(dòng)作的混合冷卻噴嘴裝置，以及使用該混合冷卻噴嘴裝置控制連續(xù)鑄造機(jī)的冷卻噴嘴的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，連續(xù)鑄造過(guò)程是將熔融鋼水連續(xù)地凝固成呈特定形式的固體產(chǎn)品的過(guò)程。這里，在連續(xù)鑄造機(jī)的各區(qū)段中的每個(gè)區(qū)段上設(shè)置多個(gè)噴嘴，以便在連續(xù)鑄造過(guò)程期間冷卻金屬帶材。
[0003]圖1是示出了傳統(tǒng)的連續(xù)鑄造過(guò)程的視圖。
[0004]在連續(xù)鑄造過(guò)程中，精煉后的熔融鋼水從鋼水包30通過(guò)長(zhǎng)噴嘴注入中間包40中，暫時(shí)地存儲(chǔ)在中間包40中的熔融鋼水通過(guò)中間包40與模具50之間的輸送系統(tǒng)傳送到模具50中，熔融鋼水在模具中進(jìn)行初級(jí)冷卻，然后在模具50的下方進(jìn)行二次冷卻和凝固，從而產(chǎn)生諸如方坯，大方坯，扁坯等之類(lèi)的金屬帶材60。
[0005]在模具50中初級(jí)冷卻之后，從模具50中排出的恪融鋼水在其外表面輕微凝固的狀態(tài)下被引入到連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段20中的每個(gè)區(qū)段的上框架22和下框架23之間，在那里，通過(guò)經(jīng)由多個(gè)噴嘴24將冷卻水噴射在熔融鋼水上，熔融鋼水連續(xù)地并迅速地凝固成需制造的金屬帶材形式的產(chǎn)品。
[0006]圖2是示出其上安裝有在連續(xù)鑄造中使用的噴嘴的區(qū)段的視圖。
[0007]如圖2中所示，區(qū)段20設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)輥21和多個(gè)噴嘴24，所述多個(gè)導(dǎo)輥21通常由分別位于上框架和下框架的5至10個(gè)輥組成，所述多個(gè)噴嘴24噴射冷卻水以使熔融鋼水快速凝固。
[0008]這里，如果冷卻水不能經(jīng)由噴嘴24均勻地噴射，則在冷卻水未噴射到的區(qū)域中會(huì)由于延遲凝固而發(fā)生膨脹現(xiàn)象，從而金屬帶材由于寬度方向的鋼鐵水靜壓力而在導(dǎo)輥之間擴(kuò)展。這樣的膨脹現(xiàn)象引起金屬帶材的內(nèi)部缺陷或中心偏析，使得處于凝固界面層中的相對(duì)高密度的鋼水在壓縮狀態(tài)下朝向熔融鋼水的中心傳播，從而被偏析。在發(fā)生這種偏析時(shí)，由于在壓縮高密度的熔融鋼水后供給相對(duì)低密度的熔融金屬，因而隨未偏析區(qū)域產(chǎn)生缺陷，不利地影響了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0009]一方面，如果從噴嘴24中噴射過(guò)量的冷卻水，或以其他方式使鑄造速度在連續(xù)鑄造過(guò)程中較低，則穿過(guò)各區(qū)段的金屬帶材可能因溫度降低而具有諸如邊緣裂紋之類(lèi)的缺陷。諸如裂紋之類(lèi)的缺陷使金屬帶材的表面質(zhì)量降級(jí)，這些缺陷必須在進(jìn)一步的加工中除去。問(wèn)題在于，這種進(jìn)一步的加工產(chǎn)生另外的成本。
[0010]為了解決上述問(wèn)題，本領(lǐng)域中已知一種通過(guò)使用氣霧噴射噴嘴控制金屬帶材的冷卻來(lái)防止連續(xù)鑄造中的金屬帶材邊緣裂紋的裝置和方法(韓國(guó)未審查專(zhuān)利公開(kāi)N0.10-2012-0074744)。
[0011]然而，現(xiàn)有技術(shù)未解決凝固延遲的問(wèn)題，這是因?yàn)樵诟咚龠B續(xù)鑄造時(shí)，不能有效地冷卻穿過(guò)各區(qū)段的金屬帶材。
[0012]此外，產(chǎn)生的問(wèn)題在于，當(dāng)冷卻水的壓力增大時(shí)，冷卻水倒流至氣霧噴射噴嘴的進(jìn)氣口中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]技術(shù)問(wèn)題
[0014]本發(fā)明涉及一種如下的混合冷卻噴嘴裝置，該混合冷卻噴嘴裝置能夠基于穿過(guò)連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段的金屬帶材的速度選擇噴射模式并執(zhí)行噴射動(dòng)作，從而防止由于凝固延遲而出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象和由于金屬帶材的過(guò)冷卻而出現(xiàn)的邊緣裂紋，并涉及一種使用該混合冷卻噴嘴裝置控制連續(xù)鑄造機(jī)的冷卻噴嘴的方法。
[0015]另外，本發(fā)明涉及一種如下的混合冷卻噴嘴裝置，該混合冷卻噴嘴裝置在用于將空氣供給至混合噴嘴的空氣管線中設(shè)置有用于防止冷卻水倒流的截止閥，從而增大調(diào)節(jié)比(TURN DOWN RAT1)。
[0016]技術(shù)方案
[0017]在本發(fā)明的一方面中，提供了一種冷卻噴嘴裝置，其包括多個(gè)混合噴嘴、至少一個(gè)速度傳感器、冷卻水供給部、空氣供給部、以及控制器，所述多個(gè)混合噴嘴設(shè)置在連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段中并且構(gòu)造成將冷卻水以噴霧噴射模式或噴水噴射模式噴射到穿過(guò)該區(qū)段的金屬帶材上；至少一個(gè)速度傳感器安裝在該區(qū)段中并且構(gòu)造成檢測(cè)穿過(guò)該區(qū)段的金屬帶材的速度；該冷卻水供給部構(gòu)造成將冷卻水供給至混合噴嘴；該空氣供給部構(gòu)造成將空氣供給至混合噴嘴；該控制器構(gòu)造成接收由速度傳感器檢測(cè)的金屬帶材的速度，并取決于所接收的金屬帶材的速度選擇混合噴嘴的噴射模式，并通過(guò)控制冷卻水供給部和空氣供給部分別控制供給至混合噴嘴的冷卻水的壓力和供給至混合噴嘴的空氣的流量。
[0018]冷卻水供給部可以包括冷卻水管線和冷卻水閥，冷卻水通過(guò)冷卻水管線供給至混合噴嘴，冷卻水閥安裝在冷卻水管線中以控制被供給至混合噴嘴的冷卻水的壓力；空氣供給部可以包括空氣管線、空氣閥以及截止閥，空氣通過(guò)空氣管線供給至混合噴嘴，空氣閥安裝在空氣管線中以控制被供給至混合噴嘴的空氣的流量，該截止閥構(gòu)造成防止冷卻水倒流；控制器可取決于混合噴嘴的噴射模式控制冷卻水閥和空氣閥。
[0019]控制器可以構(gòu)造成當(dāng)供給至混合噴嘴的冷卻水的壓力為8巴或更大時(shí)，關(guān)閉截止閥以防止冷卻水被引入到空氣管線中。
[0020]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種控制設(shè)置在連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段中的多個(gè)混合噴嘴以將冷卻水噴射到金屬帶材上的方法，該方法包括:檢測(cè)穿過(guò)該區(qū)段的金屬帶材的種類(lèi)和速度；取決于所檢測(cè)到的金屬帶材的速度選擇混合噴嘴的噴射模式；以及取決于所選定的混合噴嘴的噴射模式分別控制供給至混合噴嘴的冷卻水的壓力和供給至混合噴嘴的空氣的流量。
[0021]噴射模式取決于穿過(guò)該區(qū)段的金屬帶材的種類(lèi)和速度從噴霧噴射模式或噴水噴射模式中選擇。
[0022]當(dāng)選擇噴水噴射模式時(shí)，冷卻水的壓力被控制為8巴或更大；以及當(dāng)選擇噴霧噴射模式時(shí)，冷卻水的壓力被控制為低于8巴。
[0023]有益效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，混合冷卻噴嘴裝置能夠基于穿過(guò)連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段的金屬帶材的速度選擇噴射模式并且執(zhí)行噴射動(dòng)作，從而防止因凝固延遲而出現(xiàn)的膨脹現(xiàn)象和因金屬帶材的過(guò)冷卻而出現(xiàn)的邊緣裂紋。
[0025]此外，防止了金屬帶材的邊緣裂紋，從而減少用于去除這種裂紋的額外工序和成本。
[0026]此外，空氣的流量和冷卻水的壓力取決于金屬帶材的速度來(lái)控制，從而防止浪費(fèi)空氣和冷卻水，并降低加工成本。
[0027]此外，在將空氣供給至混合噴嘴的空氣管線中安裝有截止閥以防止冷卻水倒流，由此增大了調(diào)節(jié)比。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是示出現(xiàn)有的連續(xù)鑄造過(guò)程的視圖；
[0029]圖2是示出具有在現(xiàn)有的連續(xù)鑄造過(guò)程中使用的噴射噴嘴的區(qū)段的視圖；
[0030]圖3是示出安裝有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合冷卻噴嘴裝置的視圖；
[0031]圖4是示出基于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合噴射噴嘴的噴射模式的空氣流量和冷卻水的壓力之間的相關(guān)性的圖表；
[0032]圖5是示出與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合噴射噴嘴相適應(yīng)的冷卻性能的曲線圖；以及
[0033]圖6是示出控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的連續(xù)鑄造機(jī)的冷卻噴嘴的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。然而，本發(fā)明并不限于或限定于實(shí)施方式。作為參考，貫穿所有附圖，相同的附圖標(biāo)記實(shí)質(zhì)上指代相同的元件，因此這些附圖標(biāo)記在以下描述中可以從其它附圖引用，并且可以省略被確定為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的內(nèi)容或重復(fù)的內(nèi)容。
[0035]圖3是示出安裝有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合冷卻噴嘴裝置的視圖。圖4是示出基于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合噴射噴嘴的噴射模式的空氣流量和冷卻水的壓力之間的相關(guān)性的圖表；以及圖5是示出與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合噴射噴嘴相適應(yīng)的冷卻性能的曲線圖。
[0036]如附圖中所示，混合冷卻噴嘴裝置10包括多個(gè)混合噴嘴100、至少一個(gè)速度傳感器200、冷卻水供給部300、空氣供給部400、以及控制器500，所述多個(gè)混合噴嘴100設(shè)置在連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)段20中并且構(gòu)造成將冷卻水以噴霧噴射模式或噴水噴射模式噴射到穿過(guò)區(qū)段20的金屬帶材60上；該至少一個(gè)速度傳感器200安裝在區(qū)段20的一側(cè)，并且構(gòu)造成檢測(cè)穿過(guò)區(qū)段20的金屬帶材60的速度；該冷卻水供給部300構(gòu)造成將冷卻水供給至混合噴嘴100 ;該空氣供給部400構(gòu)造成將空氣供給至混合噴嘴100 ;以及該控制器500構(gòu)造成接收由速度傳感器200檢測(cè)出的金屬帶材60的速度，并取決于所接收的金屬帶材的速度選擇混合噴嘴100的噴射模式，且分別控制被供給至混合噴嘴100的冷卻水的壓力和被供給至混合噴嘴100的空氣的流量。
[0037]混合噴嘴100以噴霧噴射模式或噴水噴射模式使穿過(guò)區(qū)段20的金屬帶材60冷卻，在噴霧噴射模式中，冷卻水與空氣一起排出，從而呈噴霧形式噴射，在噴水噴射模式中只噴射冷卻水。
[0038]速度傳感器200檢測(cè)穿過(guò)區(qū)段20的金屬帶材60的速度，并將檢測(cè)到的速度發(fā)送至控制器500。
[0039]穿過(guò)區(qū)段20的金屬帶材60的速度被直接測(cè)量，或以其他方式通過(guò)測(cè)量設(shè)置在區(qū)段20中以便引導(dǎo)金屬帶材60的導(dǎo)輥21的旋轉(zhuǎn)速度而被間接測(cè)量。
[0040]此處，速度傳感器200可以是例如磁性傳感器、測(cè)速發(fā)電機(jī)、頻閃觀測(cè)器類(lèi)型的傳感器或類(lèi)似的傳感器。速度傳感器200可以不限于在上述實(shí)施方式中描述的那些傳感器，而可以從能夠檢測(cè)金屬帶材60的速度或?qū)л?1的旋轉(zhuǎn)速度的各種類(lèi)型的速度傳感器中選擇。
[0041]