[发明专利]异型坯连铸二冷段冷却吹水装置及应用方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业设备的技术领域，涉及用于异型坯连铸的工艺装备，更具体地说，本发明涉及异型坯连铸二冷段冷却吹水装置。同时，本发明还涉及这种吹水装置的应用方法。

背景技术

连铸二次冷却工艺对铸坯表面和内部质量有重大影响。

如果二冷工艺不合理，使铸坯温度分布不均匀，容易导致铸坯各种表面和内部缺陷的产生。

特别是对于异型坯，由于其形状特殊，二冷段内弧侧冷却水无法像方坯、板坯等可从侧面流出，而是积留在内弧侧腹板处。

如本说明书附图中的图3所示，由于异型坯腹板6的宽度方向1/4处通常都有二冷段支撑辊产生的压痕，所以内弧侧积水通常沿该压痕往下流，导致异型坯内弧侧腹板宽度方向距两个异型坯翼缘3的对称平面即腹板垂直对称平面16的1/4～1/3处温度偏低，形成了异型坯内弧侧偏低温区10，并和周围区域存在较大温差(一般在300～600℃/米)，特别是和异型坯腹板6与异型坯翼缘3交界的圆角处，即图中的腹板与翼缘过渡圆角7。

上述现象一方面容易引起铸坯内部中间裂纹、矫直裂纹等的产生，另一方面容易导致在结晶器内生成的表面纵向微细裂纹进一步扩展，形成表面纵向大裂纹，轻者需要清理，重则导致被判报废，严重影响了异型坯的连铸质量。

针对这一问题，目前国内外解决的方法为：通常只在二冷段矫直区前用压缩空气吹扫异型坯内弧侧腹板表面积水，避免积水进入矫直区而导致各种内部缺陷的产生，但它不能解决异型坯二冷段均匀冷却的问题和铸坯表面纵向裂纹扩展的问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个问题是：提供一种异型坯连铸二冷段冷却吹水装置，其目的是解决异型坯内弧侧积水导致的铸坯冷却不均匀问题，避免异型坯各种表面和内部缺陷的产生。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种异型坯连铸二冷段冷却吹水装置，其中吹水器包括输气管道和喷气嘴，所述的异型坯的横截面为“工”字形，两端为互相平行的异型坯翼缘，中间由与异型坯翼缘垂直的异型坯腹板连接，异型坯腹板上接近于连接处的表面为异型坯内弧侧腹板压痕，所述的输气管道与其腹板垂直对称平面重合，并与异型坯腹板的表面平行；所述的喷气嘴的喷气方向朝向异型坯上的异型坯内弧侧腹板压痕。

为使本发明更加完善，还就上述技术方案进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并提高本发明的新颖性和创造性：

在异型坯的横截面上，设两个平行的异型坯翼缘的外端面的距离为B，异型坯翼缘侧面上的宽度为H，异型坯腹板的厚度为t，则在该横截面上，所述的喷气嘴与异型坯腹板表面的距离为或者该距离为

所述的喷气嘴与腹板垂直对称平面的距离为t×0.9～t×1.1。

在所述的横截面上，喷气嘴的喷气方向与异型坯腹板的表面夹角a小于90°，且a为所述的喷气方向与异型坯腹板在朝向腹板垂直对称平面一侧的夹角。

所述的喷气嘴在沿着异型坯的长度方向上是设置在相邻的两个支撑辊的正中间。

所述的输气管道输送、并通过喷气嘴喷出的气体为压缩空气，或者为压缩惰性气体。

本发明要解决的第二个问题是：提供以上所述的异型坯连铸二冷段冷却吹水装置的应用方法，其发明目的与上述技术方案是相同的。该应用方法的技术方案为：

首先，通过冷试确定工艺和设备参数：在实验室建立异型坯连铸二冷段冷态模型，通过多次物理模拟试验，利用水流量分布测试仪器测试结果，确定下列参数：

二冷强度、吹水器气体流量、吹水器气体压力、吹水器的喷气嘴类型、吹水器的喷气嘴布置形式、吹水器的喷气嘴距异型坯距离；使异型坯表面水流量分布趋于均匀；

其次，进行工业性热试：根据上述冷试结果，确定出最初的吹水器工艺、设备参数，在生产现场安装好吹水器管路，进行热试；

在热试过程中，利用红外测温仪测量异型坯不同部位的表面温度，据此再微调吹水器中的气体流量及压力控制器，使吹水器的气体流量、气体压力达到与二冷比水量相适应的最佳值，从而使异型坯表面温差降至最低。

在上述方案中，所述的异型坯的材料为Q235B、二冷比水量为0.8kg/t钢，则吹水器气体流量为10m³/小时，气体压力为0.01～0.03MPa。

在上述方法中，所述的喷气嘴为椭圆形或矩形。