CN109865811A - 一种连铸机及其连铸坯的三次冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种连铸坯的三次冷却装置，包括设置在连铸机轨道末端的喷号***与轧钢轨道之间的快淬箱本体以及冷却组件、导向组件、定位组件和控制器；所述冷却组件位于所述快淬箱本体的内部，所述导向组件位于所述快淬箱本体的入口端；所述控制器用于获取所述定位组件的定位信息控制所述冷却组件工作。本申请所提供的连铸坯的三次冷却装置，通过对完成一次和二次冷却后的连铸坯，进行快淬处理完成三次冷却，降低红送裂纹产生的几率，节省能源，同时，通过定位组件、冷却组件以及控制器的设置，可以实现自动定位及自动喷淋功能，精度和效率均提高。本申请还公开了一种包括上述连铸坯的三次冷却装置的连铸机。
Description
技术领域
本申请涉及钢铁冶金领域，特别是涉及一种连铸坯的三次冷却装置。此外，本申请还涉及一种包括上述连铸坯的三次冷却装置的连铸机。
背景技术
在连铸坯生产过程中，经过大量的生产实践表明，轧材红送裂纹只发生在轧材表面中间位置，采用连铸坯表面快冷热送直装工艺可以避免红送裂纹，同时还可提高热送温度100-200℃，提高连铸坯热量利用率。
为提高生产效率，降低生产成本，需逐步提高连铸坯热送热装率，然而，在微合金钢生产中频繁出现轧材表面红送裂纹缺陷，主要集中在厚规格Q345B等含Nb、V、Ti钢种，现有技术中，一般只能采用降低装炉温度或连铸坯下线缓冷后冷装等方式避免该缺陷，不仅会影响生产节奏，降低生产效率，而且会造成高温连铸坯大量热量的浪费，增加生产成本。
因此，如何有效的降低连铸坯的红送裂纹，同时提高生产效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
申请内容
本申请的目的是提供一种连铸坯的三次冷却装置，该连铸坯的三次冷却装置能够有效的提高连铸坯热送直装率，达到连铸坯纯γ相或纯α相进行热送时不产生红送裂纹。本申请的另一目的是提供一种包括上述连铸坯的三次冷却装置的连铸机。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种连铸坯的三次冷却装置，包括设置在连铸机轨道末端的喷号***与轧钢轨道之间的快淬箱本体以及冷却组件、导向组件、定位组件和控制器；所述冷却组件位于所述快淬箱本体的内部，所述导向组件位于所述快淬箱本体的入口端；所述控制器用于获取所述定位组件的定位信息控制所述冷却组件工作。
优选的，还包括用于将蒸汽快速排出所述快淬箱本体的烟道及风机组件。
优选的，所述导向组件包括导向板和导向支撑架，所述导向支撑架螺栓连接在所述连铸机的托辊支架上，所述导向板按照预设方向固设在所述导向支撑架上。
优选的，所述冷却组件包括位于分别设置在所述连铸坯上下两侧的上喷淋管和下喷淋管，并且，所述上喷淋管和所述下喷淋管上均设有若干喷嘴。
优选的，所述冷却组件共有至少五组，分别对应安装在相邻两个连铸机的托辊之间，每组所述冷却组件包括至少四排喷嘴，所述连铸坯的上下两侧各布置至少两排，每排所述喷嘴包括至少五个喷嘴。
优选的，所述上喷淋管和下喷淋管的喷水压力均为0.4-0.6MPa，喷淋时间≤150s，所述上喷淋管的喷水量为40-80m3/h，所述下喷淋管的喷水量为100-140m3/h。
优选的，所述定位组件包括光电传感器和用于将所述光电传感器吊设在所述快淬箱本体内部的上侧的链条，所述控制器用于在所述光电传感器检测到所述连铸坯的边缘位置后，根据所述连铸坯的移动速度判断所述连铸坯是否到达所述快淬箱本体的中部，并在所述连铸坯到位后控制所述冷却组件开启工作。
优选的，还包括安装在所述快淬箱本体的出口端、用于检测所述连铸坯的淬后表面温度的温度探测仪，所述控制器还用于根据所述淬后表面温度与预设目标温度之间的差值对下一个连铸坯的冷却水量进行调节。
优选的，所述预设目标温度为550℃，所述控制器按照所述淬后表面温度每超出所述预设目标温度10℃便增加补偿4-6m3/h的喷水量的方式，对所述冷却组件进行调节。
本申请还提供一种连铸机，包括上述任意一项所述的连铸坯的三次冷却装置。
本申请所提供的连铸坯的三次冷却装置，包括设置在连铸机轨道末端的喷号***与轧钢轨道之间的快淬箱本体以及冷却组件、导向组件、定位组件和控制器；所述冷却组件位于所述快淬箱本体的内部，所述导向组件位于所述快淬箱本体的入口端；所述控制器用于获取所述定位组件的定位信息控制所述冷却组件工作。本申请所提供的连铸坯的三次冷却装置，通过对完成一次和二次冷却后的连铸坯，进行快淬处理完成三次冷却，降低红送裂纹产生的几率，节省能源，同时，通过定位组件、冷却组件以及控制器的设置，可以实现自动定位及自动喷淋功能，精度和效率均提高。
在一种优选实施方式中，还包括安装在所述快淬箱本体的出口端、用于检测所述连铸坯的淬后表面温度的温度探测仪，所述控制器还用于根据所述淬后表面温度与预设目标温度之间的差值对下一个连铸坯的冷却水量进行调节。上述设置，通过温度探测仪的设置，实现根据实际测出的连铸坯的淬后表面温度值，实时调节下一支连铸坯的上、下表面的喷淋水量，实现连续调节控制，提高冷却效率和精度。
本申请所提供的连铸机设有上述连铸坯的三次冷却装置，由于所述连铸坯的三次冷却装置具有上述技术效果，因此，设有该连铸坯的三次冷却装置的连铸机也应当具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所提供的连铸坯的三次冷却装置一种具体实施方式的结构示意图；
图2为未快冷连铸坯组织分布图；
图3为快冷后连铸坯组织分布图；
图4为不同热装工艺连铸坯加热过程曲线；
其中：1：烟道及风机组件；2：快淬箱本体；3：上喷淋管；4：导向组件；5：定位组件；6：温度探测仪；7：下喷淋管。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种连铸坯的三次冷却装置，该连铸坯的三次冷却装置能够有效的提高连铸坯热送直装率，达到连铸坯纯γ相或纯α相进行热送时不产生红送裂纹。本申请的另一核心是提供一种包括上述连铸坯的三次冷却装置的连铸机。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1至图4，图1为本申请所提供的连铸坯的三次冷却装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为未快冷连铸坯组织分布图；图3为快冷后连铸坯组织分布图；图4为不同热装工艺连铸坯加热过程曲线。
在该实施方式中，连铸坯的三次冷却装置，即第三次冷却装置，包括快淬箱本体2、冷却组件、导向组件4、定位组件5和控制器，其中，快淬箱本体2设置在连铸机轨道末端的喷号***与轧钢轨道之间，即快淬箱本体2设置在二次火切机及喷号机之后，轧钢辊道之前。
冷却组件位于快淬箱本体2的内部，导向组件4位于快淬箱本体2的入口端；控制器用于获取定位组件5的定位信息控制冷却组件工作，具体的，定位组件5将连铸坯“定位完毕”的信号反馈至快淬冷却箱的控制***的控制器，快淬箱本体2的控制器发出“开始喷淋”指令，冷却组件接收到“开始喷淋”指令后，向连铸坯的表面喷水，实现连铸坯上、下表面的自动喷淋。
本申请所提供的连铸坯的三次冷却装置，通过对完成一次和二次冷却后的连铸坯，进行快淬处理完成三次冷却，降低红送裂纹产生的几率，节省能源，同时，通过定位组件5、冷却组件以及控制器的设置，可以实现自动定位及自动喷淋功能，精度和效率均提高。
在上述各实施方式的基础上，还包括安装在快淬箱本体2的出口端、用于检测连铸坯的淬后表面温度的温度探测仪6，控制器还用于根据淬后表面温度与预设目标温度之间的差值对下一个连铸坯的冷却水量进行调节。上述设置，通过温度探测仪6的设置，实现根据实际测出的连铸坯的淬后表面温度值，实时调节下一支连铸坯的上、下表面的喷淋水量，实现连续调节控制，提高冷却效率和精度。
这里需要说明的是，快淬箱本体2优选在出、入口均设置有用于检测连铸坯表面温度的温度探测仪，测定该支连铸坯在快淬箱本体2内温降情况，通过对冷却参数的数据收集，主要收集快淬箱本体2的出入口连铸坯的温度，时间、水量等数据，根据这些数据不定期对冷却效果近行大数据分析，比如在一定冷却时间里、一定冷却水量下，连铸坯的温降多少，对水量自动调节参数进行优化，从而达到冷却高效性，并作为第一支连铸坯的冷却参数。
在上述各实施方式的基础上，在快淬箱本体2的出口端位于连铸坯的上下两侧均设有温度探测仪6，分别对连铸坯的上下表面的温度进行检测后，将检测结果发送给控制器，控制器可以根据各温度探测仪6的检测结果分别控制上喷淋管3和下喷淋管7的喷水量。
具体的，预设目标温度为550℃，控制器按照淬后表面温度每超出预设目标温度10℃便增加补偿4-6m3/h的喷水量的方式，优选为5m3/h，对冷却组件进行调节。优选的，根据连铸坯出口表面温度，对下支连铸坯进行水量调节，按照每10℃补偿5m3/h进行调节。
在上述各实施方式的基础上，还包括烟道及风机组件1，烟道及风机组件1包括风机和烟道，烟道用于将蒸汽快速排出快淬箱本体2，风机用于加速蒸汽的流动。
在上述各实施方式的基础上，导向组件4包括导向板和导向支撑架，导向支撑架螺栓连接在连铸机的托辊支架上，导向板按照预设方向固设在导向支撑架上。上述设置，由于连铸坯在进入快淬箱本体2时的速度与之前的速度不同，容易导致连铸坯的移动方向发生变化，通过导向板和导向支撑架的设置，可以保证连铸坯顺利的进入快淬箱本体2内部。
在上述各实施方式的基础上，冷却组件包括位于分别设置在连铸坯上下两侧的上喷淋管3和下喷淋管7，并且，上喷淋管3和下喷淋管7上均设有若干喷嘴。
具体的，冷却组件共有至少五组，分别对应安装在相邻两个连铸机的托辊之间，每组冷却组件包括至少四排喷嘴，连铸坯的上下两侧各布置至少两排，每排喷嘴包括至少五个喷嘴。优选的，冷却组件共有五组，每组冷却组件包括至少四排喷嘴，连铸坯的上下两侧各布置两排，每排喷嘴包括五个喷嘴，共计100个喷嘴。
在上述各实施方式的基础上，上喷淋管3和下喷淋管7的喷水压力均为0.4-0.6MPa，喷淋时间≤150s，上喷淋管3的喷水量为40-80m3/h，优选为60m3/h，下喷淋管7的喷水量为100-140m3/h，优选为120m3/h。
在上述各实施方式的基础上，定位组件5包括光电传感器和用于将光电传感器吊设在快淬箱本体2内部的上侧的链条，控制器用于在光电传感器检测到连铸坯的边缘位置后，根据连铸坯的移动速度判断连铸坯是否到达快淬箱本体2的中部，并在连铸坯到位后控制冷却组件开启工作。
具体的，连铸坯的移动速度取决于托辊的转动速度，控制器可以直接通过连铸机中的参数信息获取连铸坯的移动速度。连铸坯在进入快淬箱本体2前后的移动速度分别为20m/min、30m/min，连铸坯定尺长度在2.5m～4m之间，控制器可以通过计算连铸坯的一半长度与连铸坯的移动速度之间的比值，作为延迟时间，在光电传感器检测到连铸坯的边缘位置时，经过延迟时间后，完成定位，停止连铸坯的移动，对其进行冷却处理。
进一步，图2所示为连铸坯全凝固后断面相组织分布，大区域深色位置为纯奥氏体相，浅色区域为两相区，小区域深色位置为纯低温铁素体相，可以看出此时连铸坯的纯奥氏体相约占85％以上；图3所示为连铸坯全凝固后快冷200秒的断面相组织分布，此时连铸坯断面的纯奥氏体比例约为70％，连铸坯表面约10％的组织为纯铁素体相，该相组织分布形式可以有效避免红送裂纹缺陷产生；图4所示为不同热装工艺连铸坯加热过程曲线，从图4中可以看出，快冷后的连铸坯加热到目标温度所需时间大大减少，如表1所示。
表1 快冷后的连铸坯加热到目标温度所需时间
| 类型 | 装炉温度(℃) | 加热目标温度(℃) | 加热时间(min) |
| A | 室温 | 1160～1180 | 150 |
| B | 500 | 1160～1180 | 120 |
| C | 快冷 | 1160～1180 | 84 |
通常情况下，连铸坯冷装加热能耗约为2.1GJ，码垛500℃温装连铸坯的加热能耗约为1.6GJ，吨钢节煤约17公斤，快冷直装的加热能耗约为1.3GJ，吨钢节能约27公斤标准煤。
本实施例所提供的装置，通过连铸坯表面快冷技术的应用，将连铸坯表面8-10mm厚的表面层温度降低到纯铁素体相，即约600℃以下，从而解决了宽厚板坯易产生红送裂纹的问题。
这里需要说明的是，装置未进行喷淋作业时，该装置可以处于泄流状态对地沟进行冲渣。
除了上述连铸坯的三次冷却装置以外，本申请还提供了一种包括上述连铸坯的三次冷却装置的连铸机，该连铸机的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本申请所提供的连铸坯的三次冷却装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，包括设置在连铸机轨道末端的喷号***与轧钢轨道之间的快淬箱本体(2)以及冷却组件、导向组件(4)、定位组件(5)和控制器；所述冷却组件位于所述快淬箱本体(2)的内部，所述导向组件(4)位于所述快淬箱本体(2)的入口端；所述控制器用于获取所述定位组件(5)的定位信息控制所述冷却组件工作。
2.根据权利要求1所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，还包括用于将蒸汽快速排出所述快淬箱本体(2)的烟道及风机组件(1)。
3.根据权利要求1所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，所述导向组件(4)包括导向板和导向支撑架，所述导向支撑架螺栓连接在所述连铸机的托辊支架上，所述导向板按照预设方向固设在所述导向支撑架上。
4.根据权利要求1所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，所述冷却组件包括位于分别设置在所述连铸坯上下两侧的上喷淋管(3)和下喷淋管(7)，并且，所述上喷淋管(3)和所述下喷淋管(7)上均设有若干喷嘴。
5.根据权利要求4所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，所述冷却组件共有至少五组，分别对应安装在相邻两个连铸机的托辊之间，每组所述冷却组件包括至少四排喷嘴，所述连铸坯的上下两侧各布置至少两排，每排所述喷嘴包括至少五个喷嘴。
6.根据权利要求4所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，所述上喷淋管(3)和下喷淋管(7)的喷水压力均为0.4-0.6MPa，喷淋时间≤150s，所述上喷淋管(3)的喷水量为40-80m3/h，所述下喷淋管(7)的喷水量为100-140m3/h。
7.根据权利要求1所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，所述定位组件(5)包括光电传感器和用于将所述光电传感器吊设在所述快淬箱本体(2)内部的上侧的链条，所述控制器用于在所述光电传感器检测到所述连铸坯的边缘位置后，根据所述连铸坯的移动速度判断所述连铸坯是否到达所述快淬箱本体(2)的中部，并在所述连铸坯到位后控制所述冷却组件开启工作。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，还包括安装在所述快淬箱本体(2)的出口端、用于检测所述连铸坯的淬后表面温度的温度探测仪(6)，所述控制器还用于根据所述淬后表面温度与预设目标温度之间的差值对下一个连铸坯的冷却水量进行调节。
9.根据权利要求8所述的连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，所述预设目标温度为550℃，所述控制器按照所述淬后表面温度每超出所述预设目标温度10℃便增加补偿4-6m3/h的喷水量的方式，对所述冷却组件进行调节。
10.一种连铸机，包括连铸坯的三次冷却装置，其特征在于，所述连铸坯的三次冷却装置为权利要求1至9任意一项所述的连铸坯的三次冷却装置。
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