抑制薄板坯连铸机漏斗型结晶器内钢水波动的方法及其容积补偿器

摘要

本发明公开了一种抑制薄板坯连铸机漏斗型结晶器内钢水波动的方法及其容积补偿器，其方法为：(1)将体积变化与相应高度的结晶器漏斗区域的容积变化趋势一致的容积补偿体与固定支架连接构成容积补偿器；(2)将容积补偿体置于漏斗型结晶器内且部分浸入漏斗型结晶器内的钢液中；(3)将固定支架与结晶器盖板焊接连接。其中的容积补偿器为用于抑制薄板坯连铸机漏斗型结晶器内钢水波动的装置。本发明的方法简便易行，装置具有结构简单、安装方便的特点，可有效抑制结晶器在振动过程中漏斗型区域内各水平断面面积不等带来的液位波动，为提高拉速和薄板坯质量提供有利条件。

说明书

技术领域

本发明涉及薄板坯连铸技术，具体地说是一种抑制薄板坯连铸机漏斗型结晶器内钢水波动的方法，以及用于该方法的容积补偿器。

背景技术

为了追求高产量，目前的薄板坯连铸机通常都具有较高的拉速(一般为2.5-6.0m/min)，因而，进入漏斗型结晶器内的钢水流速高。而由于漏斗型结晶器的厚度薄、容积小、对钢液面搅动较大，因此，漏斗型结晶器在上下振动过程中会使其内的液位产生大幅度波动，使得保护渣被卷入铸坯表面，从而影响薄板坯表面质量，严重时还会发生粘结、卷渣及漏钢等生产事故。为此，现有薄板坯连铸机都配备有用于控制结晶器内液位稳定的高精度液位检测系统和塞棒控制系统。但由于系统自身的稳定性和零点漂移、扇形段对中精度、二次冷却效果、结晶器在高频振动时出现的偏摆、保护渣对射源的干扰、水口结瘤等因素的影响，还不能完全做好对结晶器内液位稳定性的控制。也有提出新型或改进的漏斗型结晶器，主要集中于采用良好的机械性能及导热性的新材料、优化漏斗曲线、曲面模型，更换薄壁铜板，与水箱非固定连接的新型式等，但还是无法避免结晶器在振动过程中漏斗型区域内的液面波动大的现象。

发明内容

本发明的一个目的是针对上述问题提供一种抑制薄板坯连铸机漏斗型结晶器内钢水波动的方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于上述方法的容积补偿器。

本发明的发明人发现，薄板坯连铸机漏斗型结晶器内的钢水波动是由于结晶器在振动过程中漏斗型区域内各水平断面面积不等而使得钢水液面产生波动。若能使结晶器不随漏斗模型高度方向上的体积差异变化其容积，即保持漏斗型结晶器内钢液的容积始终保持不变，则可有效抑制结晶器在振动过程中漏斗型区域内各水平断面面积不等带来的液面波动，从而获得稳定的表面流速和内部流场，并可防止卷渣。

本发明的方法是：

(1)将体积变化与相应高度的结晶器漏斗区域的容积变化趋势一致的容积补偿体与固定支架连接构成容积补偿器；

(2)将容积补偿体置于漏斗型结晶器内且部分浸入漏斗型结晶器内的钢液中；

(3)将固定支架与结晶器盖板焊接连接。

上述技术方案中，所说容积补偿器还包括至少一根与容积补偿体连接的螺杆，所说固定支架开有螺孔，通过把螺杆穿入螺孔内并采用螺母固定的方式将容积补偿体与固定支架连接。

上述技术方案中，所说容积补偿器还包括至少两根与容积补偿体连接的螺杆和与螺杆连接的连杆，所说固定支架为两个且均开有凹槽，将连杆通过螺母与螺杆连接，连杆的两端搁置在凹槽内使容积补偿体与固定支架连接.进一步地，所说固定支架上还设有可盖住连杆的锁杆和一侧开口的卡座，其中，锁杆的一端与固定支架活动连接，另一端位于卡座内.

上述技术方案中，所说容积补偿体外形为侧面具有光滑曲线的扁锥体或半扁锥体或圆锥体或楔形体或类锥体。

上述技术方案中，所说容积补偿器共两个，并分别位于结晶器内侧的漏斗型曲线两侧。

上述技术方案中，所说容积补偿体采用高碳质或石英质或锆质耐高温材料制成。

本发明的容积补偿器由体积变化与相应高度的结晶器漏斗区域的容积变化趋势一致的容积补偿体和可与结晶器盖板焊接连接的固定支架构成，其中，容积补偿体与固定支架连接。

上述技术方案中，所说容积补偿器还包括至少一根与容积补偿体连接的螺杆，所说固定支架开有螺孔，其中，螺杆穿入螺孔内并通过螺母固定。

上述技术方案中，所说容积补偿器还包括至少两根与容积补偿体连接的螺杆和与螺杆连接的连杆，所说固定支架为两个且均开有凹槽，其中，连杆通过螺母与螺杆连接，连杆的两端搁置在凹槽内。进一步地，所说固定支架上还设有可盖住连杆的锁杆和一侧开口的卡座，其中，锁杆的一端与固定支架活动连接，另一端位于卡座内。

上述技术方案中，所说容积补偿体外形为侧面具有光滑曲线的扁锥体或半扁锥体或圆锥体或楔形体或类锥体。

上述技术方案中，所说容积补偿体采用高碳质或石英质或锆质耐高温材料制成。

本发明在漏斗型结晶器内设置可随结晶器振动而保持一致趋势进行振动的容积补偿器，原始状态为部分浸入钢液中，当结晶器向下振动时，由于钢液的液位不变和结晶器的漏斗型结构，进入结晶器内的钢液增多，钢液多出的部分的体积应等于容积补偿器此时体积与原始状态相比，多浸入钢液中的体积。当结晶器向上振动时，进入结晶器内的钢液减少，钢液减少的部分的体积应等于容积补偿器此时体积与原始状态相比，少浸入钢液中的体积。也就是说，在漏斗型结晶器内加入了体积变化与相应高度的结晶器漏斗区域的容积变化趋势一致的容积补偿器后，结晶器不随漏斗模型高度方向上的体积差异变化其容积，漏斗型结晶器内钢液的容积始终保持不变。因此，可有效抑制结晶器在振动过程中漏斗型区域内各水平断面面积不等带来的液位波动。即使容积补偿器由于安装误差，工作中受到冲刷、侵蚀，以及其他改变体积的情况，出现了对结晶器容积过补偿、欠补偿现象，仍对体积具有补偿作用，能有效抑制液位的波动。

本发明的方法简便易行，抑制结晶器内钢液波动的效果好，可为提高拉速和薄板坯质量提供有利条件。本发明的装置具有结构简单、安装方便的特点，可在不改变漏斗型结晶器的浸入式水口、插入深度和曲面模型等参数的情况下实现对结晶器内液位稳定性的控制。

附图说明

图1为漏斗型结晶器结构示意图。

图2为容积补偿器暨实施例1结构示意图。

图3为图2中的固定支架结构示意图。

图4为容积补偿器暨实施例2结构示意图。

图5和图6分别为图4中的容积补偿体和固定支架结构示意图。

图7为实施例2中固定支架安装局部剖视图。

图8为实施例2中固定支架安装示意图。

图9、图10、图11和图12分别为外形呈扁锥体、半扁锥体、圆锥体和楔形体的容积补偿体示意图(各两个)。

图中：1——容积补偿体、2——固定支架、3——螺杆、4——螺孔、5——螺母、6——连杆、7——凹槽、8——锁杆、9——卡座、10——结晶器盖板、11——漏斗型结晶器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

实施例1：

1、容积补偿器：由体积变化与相应高度的结晶器漏斗区域的容积变化趋势一致的容积补偿体1、一根与容积补偿体1连接的螺杆3和固定支架2构成，其中，容积补偿体1采用高碳质耐高温材料制成，外形为侧面具有光滑曲线的半扁锥体，最大宽度为20mm，高度为60mm，固定支架2开有螺孔4。

2、容积补偿器的安装暨抑制钢水波动的方法：

(1)将螺杆3穿入螺孔4内并通过螺母5固定，即将容积补偿体1与固定支架2连接构成容积补偿器；

(2)分别将两个容积补偿体1置于漏斗型结晶器11内侧的漏斗型曲线两侧，通过螺母5上下调整高度，使部分容积补偿体1浸入漏斗型结晶器11内的钢液中；

(3)将固定支架2与结晶器盖板10焊接连接即可。

实施例2：

1、容积补偿器：由体积变化与相应高度的结晶器漏斗区域的容积变化趋势一致的容积补偿体1、两根与容积补偿体1连接的螺杆3、与螺杆3连接的连杆6、两个均开有凹槽7的固定支架2、可盖住连杆6的锁杆8和一侧开口的卡座9构成，其中，容积补偿体1采用石英质耐高温材料制成，外形为侧面具有光滑曲线的半扁锥体，最大宽度为80mm，高度为250mm，连杆6通过螺母5与螺杆3连接，锁杆8的一端与固定支架2活动连接，另一端位于卡座9内。

2、容积补偿器的安装暨抑制钢水波动的方法：

(1)先将锁杆8的一端从卡座9内拨开，将连杆6的两端搁置在固定支架2的凹槽7内，然后合拢锁杆8，即将容积补偿体1与固定支架2连接构成容积补偿器；

(2)分别将两个容积补偿体1置于漏斗型结晶器11内侧的漏斗型曲线两侧，通过螺母5上下调整高度，使部分容积补偿体1浸入漏斗型结晶器11内的钢液中；

(3)将固定支架2与结晶器盖板10焊接连接即可。