一种凝固末端重压下用扇形段二冷系统

摘要

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种连铸冷却的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，包括安装在连铸机水平扇形段中、与外弧辊段和内弧辊段对应的冷却及强扫鳞喷嘴，与内弧辊段和外弧辊段对应的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴以水平和竖直交错的方式分布，水平布置的喷嘴在第一根辊及第二根辊之间两端沿辊段轴向相对安置且喷嘴与水平面呈夹角；竖直布置、与第一根辊与第二根辊之间对应的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴与竖直方向呈夹角。本发明既能满足扇形段辊子本身的冷却需要，有利于保持扇形段的良好状态，延长扇形段的使用寿命，又能满足凝固末端对铸坯的冷却及表面氧化铁皮的清扫需要，有利于板坯内外弧均匀冷却，防止板坯翘曲变形，保证连铸坯质量。

权利要求

1.一种凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，包括安装在连铸机水平扇形段中、与外弧辊段和内弧辊段对应的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴，内弧辊段和外弧辊段上下相对应；与内弧辊段和外弧辊段对应的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴以水平和竖直交错的方式分布，其中：水平布置的喷嘴为横向冷却喷嘴，横向冷却喷嘴在第一根辊及第二根辊之间两端沿辊段轴向相对安置且喷嘴与水平面呈夹角α，夹角α≥2°，内弧辊段的横向冷却喷嘴出口向上且指向内弧辊段的下表面，外弧辊段的横向冷却喷嘴出口向下且指向外弧辊段的上表面；竖直布置的喷嘴分为竖向冷却喷嘴、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴位于第一根辊与第二根辊之间，与第一根辊和第二根辊之间对应的具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴与竖直方向呈夹角，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴向外侧倾斜，倾斜角度β≥17°，且具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴向第一根辊方向倾斜，倾斜角度γ≥4°。

2.根据权利要求1所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，内弧辊段中，水平布置的横向冷却喷嘴相对安置在第一根辊及第二根辊之间下部的V型槽两端，2°≤α≤5°。

3.根据权利要求1所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，内弧辊段中，竖直布置的喷嘴分为竖向冷却喷嘴、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴，相邻内弧辊段之间的冷却喷嘴具有至少两个，相互间隔安装在相邻内弧辊段之间的上方，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴位于第一根辊与第二根辊之间的上方。

4.根据权利要求1所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，外弧辊段中，水平布置的横向冷却喷嘴相对安置在第一根辊及第二根辊之间上部的V型槽两端，2°≤α≤5°。

5.根据权利要求1所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，外弧辊段中，竖直布置的喷嘴分为竖向冷却喷嘴、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴，相邻外弧辊段之间的冷却喷嘴具有至少两个，相互间隔安装在相邻外弧辊段之间的下方，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴位于第一根辊与第二根辊之间的下方。

6.根据权利要求3或5所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴为两个，强扫鳞喷嘴为四个，每个具有倾斜角度竖向冷却喷嘴位于两个强扫鳞喷嘴之间形成一组，共两组，每组三个喷嘴向外侧倾斜，倾斜角度：17°≤β≤20°。

7.根据权利要求3或5所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，第一根辊的外径大于第二根辊的外径，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴和强扫鳞喷嘴分别向第一根辊方向倾斜，倾斜角度：4°≤γ≤7°。

8.根据权利要求1所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，内弧辊段和外弧辊段的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴均采用水气混合喷嘴。

9.根据权利要求1所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，外弧辊段冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴喷水量，是内弧辊段冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴喷水量的1 1.5倍。

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10.根据权利要求1所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，其特征在于，内弧辊段和外弧辊段水平布置的横向冷却喷嘴及竖直布置的强扫鳞喷嘴的水量固定。

说明书

一种凝固末端重压下用扇形段二冷系统

技术领域

[0001] 本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种连铸冷却的凝固末端重压下用扇形段二冷系统。

背景技术

[0002] 随着制造业及科学技术的迅猛发展，对钢材的内部质量提出更高的要求，中心疏松和中心缩孔是制约连铸坯内部质量的主要因素，为此提出凝固末端重压下技术。连铸凝固末端重压下技术是在铸坯凝固末期，充分利用铸坯表面和心部温差较大的特点，对铸坯进行大变形量压下，使压下量能够充分渗透到铸坯心部，从而达到焊合凝固缩孔疏松，甚至细化心部奥氏体晶粒的工艺效果。

[0003] 传统连铸机水平扇形段内外弧的外部冷却方式是冷却喷嘴垂直布置，这种布置能满足高温板坯的冷却要求，但对扇形段辊子本身的冷却及坯子表面的除鳞效果不佳，容易使扇形段辊子在高温下变形损坏及坯子表面氧化铁皮堆积，影响连铸机扇形段的设备功能进而影响连铸的质量，也使得扇形段使用寿命缩短，增加成本。

[0004] 目前，凝固末端重压下连铸机水平扇形段外弧冷却方式是冷却喷嘴在扇形段辊间水平布置，而扇形段内弧的外部冷却方式是冷却喷嘴在扇形段辊间垂直布置，这种布置能够很好满足扇形段辊子本身的冷却，但无法对连铸坯进行继续冷却及强扫鳞，导致连铸坯内外弧冷却不均匀，板坯发生翘曲变形，连铸坯表面氧化铁皮堆积，影响铸坯在辊道上的运输及损伤辊道设备。

[0005] 中国实用新型专利(授权公告号CN202006272U)公开一种连铸机水平扇形段冷却装置，该装置包括安置在连铸机水平扇形段中外弧辊段和内弧辊段的冷却喷嘴，外弧辊段的冷却喷嘴以水平和垂向交错的方式分布，水平布置的冷却喷嘴从相邻外弧辊之间两端相向安置，垂向布置的冷却喷嘴从相邻外弧辊之间朝上安置；内弧辊段的冷却喷嘴呈下端分叉的倒Y形，安置在相邻内弧辊之间，倒Y型的两分支喷嘴分别对着两相邻内弧辊。其不足之处在于：会造成铸坯及辊子受热不均，导致铸坯边部出现裂纹及翘曲变形。此外由于水平布置的喷嘴无倾斜角度，垂直布置的喷嘴无法有效的将聚集在中部的氧化铁皮清除，造成铸坯表面的氧化铁皮堆积，影响铸坯在辊道上的运输及损伤辊道设备。

发明内容

[0006] 针对上述现有技术存在的问题，本发明目的在于：提出一种可以有效避免板坯翘曲变形及连铸坯表面氧化铁皮堆积的凝固末端重压下用扇形段二冷系统。

[0007] 本发明的技术方案如下：

[0008] 一种凝固末端重压下用扇形段二冷系统，包括安装在连铸机水平扇形段中、与外弧辊段和内弧辊段对应的冷却及强扫鳞喷嘴，内弧辊段和外弧辊段上下相对应；与内弧辊段和外弧辊段对应的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴以水平和竖直交错的方式分布，其中：水平布置的喷嘴在第一根辊及第二根辊之间两端沿辊段轴向相对安置且喷嘴与水平面呈夹角；竖直布置的喷嘴分为冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴，与第一根辊与第二根辊之间对应的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴与竖直方向呈夹角。

[0009] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，内弧辊段中，水平布置的横向喷嘴在第一根辊及第二根辊之间形成的、位于下部的V型槽两端沿辊段轴向相对安置，且横向喷嘴与水平面呈夹角α，2°≤α≤5°，横向喷嘴出口为向上、指向内弧辊段的下表面。

[0010] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，内弧辊段中，竖直布置的喷嘴分为竖向冷却喷嘴、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴，相邻内弧辊段之间的冷却喷嘴具有至少两个，相互间隔安装在相邻内弧辊段之间的上方，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴位于第一根辊与第二根辊之间的上方。

[0011] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，外弧辊段中，水平布置的横向喷嘴在第一根辊及第二根辊之间形成的、位于上部的V型槽两端沿辊段轴向相对安置，且横向喷嘴与水平面呈夹角α，2°≤α≤5°，横向喷嘴出口为向下、指向外弧辊段的上表面。

[0012] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，外弧辊段中，竖直布置的喷嘴分为竖向冷却喷嘴、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴，相邻外弧辊段之间的冷却喷嘴具有至少两个，相互间隔安装在相邻外弧辊段之间的下方，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴位于第一根辊与第二根辊之间的下方。

[0013] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴为两个，强扫鳞喷嘴为四个，每个具有倾斜角度竖向冷却喷嘴位于两个强扫鳞喷嘴之间形成一组，共两组，每组三个喷嘴向外侧倾斜，倾斜角度：17°≤β≤20°。

[0014] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，第一根辊的外径大于第二根辊的外径，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴和强扫鳞喷嘴分别向第一根辊方向倾斜，倾斜角度：4°≤γ≤7°。

[0015] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，内弧辊段和外弧辊段的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴均采用水气混合喷嘴。

[0016] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，外弧辊段冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴喷水量，是内弧辊段冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴喷水量的1～1.5倍。

[0017] 所述的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，内弧辊段和外弧辊段水平方向布置的横向喷嘴及竖直方向布置的强扫鳞喷嘴的水量固定。

[0018] 本发明的优点及有益效果是：

[0019] 1、本发明通过改变常规凝固重压下扇形段冷却喷嘴布置方式，既能满足扇形段辊子本身的冷却需要，有利于保持扇形段的良好状态，延长扇形段的使用寿命，又能满足凝固末端对铸坯的冷却及表面氧化铁皮的清扫需要，有利于板坯内外弧均匀冷却，防止板坯翘曲变形，节约设备成本，保证连铸坯质量。

[0020] 2、本发明凝固末端重压下用扇形段二冷系统，在第一对夹辊后的横向冷却喷嘴出口向夹辊倾斜布置，布置角度≥2°，能够有效地将氧化铁皮向两侧清扫，防止氧化铁皮向中心堆积，协助竖直布置的喷嘴均匀冷却。第一对夹辊后布置的六个喷嘴左侧的三个向左倾斜，右侧的三个向右倾斜，布置角度≥17°以便能够更好的将氧化铁皮向两侧清扫达到强扫鳞的目的。由于第一对夹辊为大直径夹辊与第二对夹辊存在尺寸差，故竖直布置的喷嘴应向第一对夹辊方向倾斜一定的角度，布置角度≥4°能够更有效的达到清扫氧化铁皮和冷却铸坯和辊子的目的。

[0021] 3、与中国实用新型专利(授权公告号CN202006272U)不同，本发明未采用倒Y型冷却喷嘴，由于本发明的重压下用扇形段二冷系统应用在凝固末端时期与常规水平段扇形段不同，特别是重压下扇形段，凝固末端重压下用扇形段二冷系统更加强调氧化铁皮的清扫和铸坯的均匀冷却，倒Y型冷却喷嘴无法有效的将铸坯表面氧化铁皮清除而且无法均匀冷却铸坯。

附图说明

[0022] 图1为本发明一个实施例凝固末端重压下扇形段二冷系统的内弧辊段冷却及强扫鳞喷嘴分布立体图。图中，1强扫鳞喷嘴；2-1竖向冷却喷嘴；2-2具有倾斜角度竖向冷却喷嘴；3横向冷却喷嘴；4第一根辊；5第二根辊。

[0023] 图2为本发明另一实施例凝固末端重压下扇形段二冷系统的外弧辊段冷却及强扫鳞喷嘴分布立体图。图中，1强扫鳞喷嘴；2-1竖向冷却喷嘴；2-2具有倾斜角度竖向冷却喷嘴；3横向冷却喷嘴；4第一根辊；5第二根辊。

具体实施方式

[0024] 如图1-图2所示，在具体实施过程中，本发明的凝固末端重压下用扇形段二冷系统，主要包括：安装在连铸机水平扇形段中、与外弧辊段和内弧辊段对应的冷却及强扫鳞喷嘴，内弧辊段和外弧辊段上下相对应。

[0025] 下面，通过附图和实施例对本发明进一步详细阐述。

[0026] 实施例1

[0027] 如图1所示，本实施例中，内弧辊段的冷却喷嘴(横向冷却喷嘴3、竖向冷却喷嘴2-1、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2)及强扫鳞喷嘴1以水平和竖直交错的方式分布，水平布置的横向冷却喷嘴3在第一根辊4及第二根辊5之间形成的、位于下部的V型槽两端沿辊段轴向相对安置，且横向冷却喷嘴3与水平面呈一定的夹角α(2°≤α≤5°)，横向冷却喷嘴3出口为向上、指向内弧辊段的下表面，采用所述夹角的作用效果是：能够有效地将氧化铁皮向两侧清扫，防止氧化铁皮向中心堆积，协助竖直布置的喷嘴均匀冷却。竖直布置的喷嘴分为竖向冷却喷嘴2-1、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2及强扫鳞喷嘴1，相邻内弧辊段之间的冷却喷嘴(竖向冷却喷嘴2-1、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2)具有至少两个，相互间隔安装在相邻内弧辊段之间的上方，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2及强扫鳞喷嘴1位于第一根辊4与第二根辊5之间的上方。其中，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2为两个，强扫鳞喷嘴1为四个，每个具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2位于两个强扫鳞喷嘴1之间形成一组，共两组，每组三个喷嘴向外侧倾斜，即：所述布置的六个喷嘴，左侧的三个沿辊段轴向向左倾斜、右侧的三个沿辊段轴向向右倾斜(图1)，倾斜角度：17°≤β≤20°，以便能够在保证冷却均匀的条件下，更好的将氧化铁皮向两侧清扫达到强扫鳞的目的。

[0028] 另外，第一根辊4的外径大于第二根辊5的外径，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2和强扫鳞喷嘴1分别向第一根辊4方向倾斜一定的角度，倾斜角度：4°≤γ≤7°，能够使水流与铸坯表面充分接触，以便更有效的达到清扫氧化铁皮和冷却铸坯和辊子的目的。

[0029] 其中，强扫鳞喷嘴的技术指标是：水气混合喷嘴，单个喷嘴水量2～20L/min，使用强扫鳞喷嘴的作用效果是：能够有效地去除铸坯表面的氧化铁皮，防止氧化铁皮的中心堆积，均匀铸坯冷却。强扫鳞喷嘴起到主要清扫作用，水平布置的横向冷却喷嘴起到次一级清扫作用。

[0030] 实施例2

[0031] 如图2所示，外弧辊段的冷却及强扫鳞喷嘴与内弧辊段的布置方式基本相同。本实施例中，外弧辊段的冷却喷嘴(横向冷却喷嘴3、竖向冷却喷嘴2-1、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2)及强扫鳞喷嘴1以水平和竖直交错的方式分布，水平布置的横向冷却喷嘴3在第一根辊4及第二根辊5之间形成的、位于上部的V型槽两端沿辊段轴向相对安置，且横向冷却喷嘴3与水平面呈一定的夹角α(2°≤α≤5°)，横向冷却喷嘴3出口为向下、指向外弧辊段的上表面，采用所述夹角的作用效果是：能够有效地将氧化铁皮向两侧清扫，防止氧化铁皮向中心堆积，协助竖直布置的喷嘴均匀冷却。竖直布置的喷嘴分为竖向冷却喷嘴2-1、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2及强扫鳞喷嘴1，相邻外弧辊段之间的冷却喷嘴(竖向冷却喷嘴2-1、具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2)具有至少两个，相互间隔安装在相邻外弧辊段之间的下方，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2及强扫鳞喷嘴1位于第一根辊4与第二根辊5之间的下方。其中，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2为两个，强扫鳞喷嘴1为四个，每个具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2位于两个强扫鳞喷嘴1之间形成一组，共两组，每组三个喷嘴向外侧倾斜，即：所述布置的六个喷嘴，左侧的三个沿辊段轴向向左倾斜、右侧的三个沿辊段轴向向右倾斜(图2)，倾斜角度：17°≤β≤20°，以便能够在保证冷却均匀的条件下，更好的将氧化铁皮向两侧清扫达到强扫鳞的目的。

[0032] 另外，第一根辊4的外径大于第二根辊5的外径，具有倾斜角度竖向冷却喷嘴2-2和强扫鳞喷嘴1分别向第一根辊4方向倾斜一定的角度，倾斜角度：4°≤γ≤7°，能够使水流与铸坯表面充分接触，以便更有效的达到清扫氧化铁皮和冷却铸坯和辊子的目的。

[0033] 其中，强扫鳞喷嘴的技术指标是：水气混合喷嘴，单个喷嘴水量2～20L/min，使用强扫鳞喷嘴的作用效果是：能够有效地去除铸坯表面的氧化铁皮，防止氧化铁皮的中心堆积，均匀铸坯冷却。强扫鳞喷嘴起到主要清扫作用，水平布置的横向冷却喷嘴起到次一级清扫作用。

[0034] 在实施例中，内弧辊段和外弧辊段的冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴均采用水气混合喷嘴。外弧辊段冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴喷水量，是内弧辊段冷却喷嘴及强扫鳞喷嘴喷水量的1～1.5倍。内弧辊段和外弧辊段水平方向布置的横向冷却喷嘴及竖直方向布置的强扫鳞喷嘴的水量固定。另外，只改变凝固末端重压下用扇形段二冷系统外部冷却装置，诸如：辊子内部冷却、轴承座等其他部位的冷却方式仍然不变。

[0035] 实验证明，本发明实施后，既能满足扇形段辊子本身的冷却需要，有利于保持扇形段的良好状态，延长扇形段的使用寿命，又能满足凝固末端对铸坯的冷却及表面氧化铁皮的清扫需要，有利于板坯内外弧均匀冷却，防止板坯翘曲变形，节约设备成本，保证连铸坯质量。

[0036] 以上所述的实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围之内。