一種確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種在連鑄生產(chǎn)過程中確保結(jié)晶器水溫度穩(wěn)定的裝置，屬于連鑄 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱流密度也稱熱通量，是指單位時(shí)間內(nèi)通過物體單位橫截面積上的熱量。對(duì)于連 鑄生產(chǎn)而言，結(jié)晶器熱流密度（以下簡(jiǎn)稱：熱流密度）是指單位時(shí)間內(nèi)結(jié)晶器冷卻水通過銅 板從單位面積上的鑄坯表面帶走的熱量，它的穩(wěn)定性會(huì)影響結(jié)晶器內(nèi)鑄坯坯殼厚度的均勻 性，從而影響鑄坯表面質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性，因此該指標(biāo)通常被用來衡量鑄坯表面冷卻效 果的優(yōu)劣以及連鑄生產(chǎn)控制水平的高低。當(dāng)熱流密度的穩(wěn)定性較好時(shí)，即：前后時(shí)刻熱流密 度差值的絕對(duì)值比例不超過5%時(shí)，鑄坯表面質(zhì)量較好，不會(huì)產(chǎn)生表面縱裂紋；而當(dāng)熱流密 度的穩(wěn)定性較差時(shí)，即：前后時(shí)刻熱流密度差值的絕對(duì)值超過300J/ m2 /s時(shí)，鑄坯表面質(zhì)量 乃至生產(chǎn)就會(huì)受到很大的影響，即：要么鑄坯表面出現(xiàn)嚴(yán)重的縱裂紋缺陷，從而影響最終的 產(chǎn)品質(zhì)量，要么發(fā)生漏鋼事故，影響整個(gè)連鑄工序的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)結(jié)晶器熱流密度的 穩(wěn)定控制是連鑄生產(chǎn)工藝過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。
[0003] 通常，影響結(jié)晶器熱流密度穩(wěn)定性的因素主要包括：拉速、鋼水成分、澆鑄溫度、保 護(hù)渣性能、冷卻水流量、結(jié)晶器銅板厚度、結(jié)晶器銅板水槽尺寸、結(jié)晶器錐度、結(jié)晶器長度、 銅板表面狀況、結(jié)晶器進(jìn)水溫度、結(jié)晶器冷卻水水質(zhì)。因此，如果能夠采取有效措施，穩(wěn)定上 述因素，就能夠有效提高結(jié)晶器熱流密度的穩(wěn)定性。
[0004] 近年來，隨著設(shè)備性能以及工藝控制水平的提升，與結(jié)晶器熱流密度的大部分因 素均得到了有效的控制，如：針對(duì)拉速、鋼水成分、澆鑄溫度、保護(hù)渣性能因素，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通 過提升工藝控制水平有效提升了其穩(wěn)定性；而針對(duì)冷卻水流量、結(jié)晶器銅板厚度、結(jié)晶器銅 板水槽尺寸、結(jié)晶器錐度、結(jié)晶器長度、銅板表面狀況、結(jié)晶器冷卻水水質(zhì)因素，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)則 通過提高設(shè)備的加工精度、儀表的檢測(cè)精度以及提高自動(dòng)設(shè)備的自動(dòng)控制精度有效解決了 上述因素的穩(wěn)定性。因此，如果能夠確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定在一個(gè)合理的溫度范圍內(nèi)， 就能夠最終實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器熱流的穩(wěn)定。
[0005] 根據(jù)工藝要求，通常需要將結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定控制在30~38°C范圍內(nèi)，在這 個(gè)范圍內(nèi)可以確保鑄坯表面不產(chǎn)生總裂紋以及連鑄生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。但目前實(shí)現(xiàn)該水溫控 制范圍的難度較大，其主要原因是其通常會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況以及季節(jié)的雙重影響。具體 原因是：由于結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：循環(huán)系統(tǒng)）屬于內(nèi)循環(huán)方式，即冷卻水在一個(gè) 封閉的管道內(nèi)流動(dòng)，在通過結(jié)晶器銅板冷卻鑄坯表面的同時(shí)，冷卻水也會(huì)因吸收大量的熱 量而導(dǎo)致其溫度的逐漸升高，當(dāng)冷卻水溫度超過要求的范圍時(shí)，就會(huì)對(duì)連鑄生產(chǎn)造成影響。 此外，水溫升高會(huì)導(dǎo)致冷卻水大量蒸發(fā)，從而造成總水量的減少，進(jìn)而影響冷卻水流量，最 終會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶器銅板工作壽命的大幅度降低。因此，為解決上述問題，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)根據(jù)實(shí)際 工況，不定期的向結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)加一定量的冷卻水。由于新補(bǔ)加的冷卻水的 水溫受季節(jié)的影響，與原循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水水溫存在較大的差別，因此在補(bǔ)加冷卻水后， 結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中冷卻水的溫度會(huì)較前一時(shí)刻出現(xiàn)較大的波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶器熱 流密度出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，從而對(duì)鑄坯表面質(zhì)量以及生產(chǎn)節(jié)奏造成很大的影響。
[0006] 傳統(tǒng)的解決方法是減少一次加入結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的水量并加快冷卻水循 環(huán)速度，從而最大限度的降低水溫波動(dòng)。但這種方式是以犧牲結(jié)晶器銅板壽命以及影響整 個(gè)生產(chǎn)節(jié)奏實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)操作方式較為繁瑣，且受人為操作的影響程度較大，因此通過該種 方式實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的效果并不理想。
[0007] 目前，隨著技術(shù)的發(fā)展，一些結(jié)晶器冷卻水水溫穩(wěn)定技術(shù)被開發(fā)出來，這些方法集 中在使用換熱介質(zhì)對(duì)冷卻水進(jìn)行冷卻處理的方向，如采用熱水、冷水、液氮等對(duì)結(jié)晶器冷卻 水進(jìn)行強(qiáng)制換熱。這些方法盡管能夠?qū)Y(jié)晶器的水溫穩(wěn)定起到一定的作用，但存在的缺點(diǎn) 主要為：
[0008] 1、控制方式較為粗放，無法對(duì)結(jié)晶器冷卻水的溫度進(jìn)行較為精確的控制；
[0009] 2、需要設(shè)置專門的外部冷卻裝置，由于結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)規(guī)模較大，因此冷 卻裝置的體積也必須較大，需要的占地面積也將較大；
[0010] 3、需要制作專用的換熱介質(zhì)，而無法使用現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的換熱介質(zhì)，因此運(yùn)行成本較 尚；
[0011] 4、由于是在冷卻水管道外部進(jìn)行冷卻，因此受熱脹冷縮的影響，管道極容易破裂， 導(dǎo)致設(shè)備的損壞，從而影響到連鑄生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
[0012] 因此，到目前為止，對(duì)于保持結(jié)晶器冷卻水水溫穩(wěn)定沒有特別有效和合理的裝置， 如何保持結(jié)晶器冷卻水水溫穩(wěn)定已經(jīng)成為影響鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定和提高的關(guān)鍵問題，至今沒 有得到有效解決。采取有效措施解決連鑄生產(chǎn)過程中結(jié)晶器水溫的合理和穩(wěn)定的問題，將 對(duì)確保鑄坯質(zhì)量和連鑄生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的裝置， 這種裝置包括水溫監(jiān)測(cè)裝置和水溫調(diào)節(jié)控制裝置，可以確保結(jié)晶器冷卻水溫穩(wěn)定控制在 30~38°C范圍內(nèi)，從而解決連鑄生產(chǎn)過程中結(jié)晶器水溫的合理和穩(wěn)定的問題，有效提高鑄 坯質(zhì)量和保持連鑄生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0014] 解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
[0015] -種確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的裝置，它包括水溫動(dòng)態(tài)分析控制裝置、飽和蒸 汽加熱裝置、風(fēng)冷冷卻裝置、補(bǔ)給冷卻水裝置和排水裝置，飽和蒸汽加熱裝置的蒸汽輸送管 路與結(jié)晶器冷卻水主管道相連接，結(jié)晶器冷卻水主管道與一個(gè)冷卻分支管道相連通，在冷 卻分支管道上安裝風(fēng)冷冷卻裝置，補(bǔ)給冷卻水裝置的補(bǔ)水管路與結(jié)晶器冷卻水主管道相連 接，排水裝置的排水管路與結(jié)晶器冷卻水主管道相連接，在結(jié)晶器冷卻水主管道上再增加 一個(gè)監(jiān)測(cè)分支管道，在監(jiān)測(cè)分支管道上安裝水溫動(dòng)態(tài)分析控制裝置，水溫動(dòng)態(tài)分析控制裝 置由計(jì)算機(jī)、若干PLC、若干物理檢測(cè)元件組成，水溫動(dòng)態(tài)分析控制裝置分別與飽和蒸汽加 熱裝置、風(fēng)冷冷卻裝置、補(bǔ)給冷卻水裝置和排水裝置相連接。
[0016] 上述確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的裝置，所述飽和蒸汽加熱裝置由蒸汽儲(chǔ)汽包和 電磁閥組成，電磁閥安裝在蒸汽儲(chǔ)汽包與結(jié)晶器冷卻水主管道之間的蒸汽輸送管路中。
[0017] 上述確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的裝置，所述冷卻分支管道為一組U形管道，在U 形管道的兩側(cè)分別安裝若干臺(tái)風(fēng)機(jī)，在冷卻分支管道與結(jié)晶器冷卻水主管道的進(jìn)水方向上 分別安裝電磁閥。
[0018] 上述確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的裝置，所述補(bǔ)給冷卻水裝置由冷卻水儲(chǔ)水池和 電磁閥組成，電磁閥安裝在冷卻水儲(chǔ)水池與結(jié)晶器冷卻水主管道之間的補(bǔ)水管路中。
[0019] 上述確保結(jié)晶器冷卻水溫度穩(wěn)定的裝置，所述水溫動(dòng)態(tài)分析控制裝置的若干PLC 包括飽和蒸汽PLC、風(fēng)冷冷卻PLC、補(bǔ)給冷卻水PLC、排水電磁閥PLC，水溫動(dòng)態(tài)分析控制裝置 的若干物理檢測(cè)元件包括結(jié)晶器冷卻水溫度檢測(cè)元件、循環(huán)系統(tǒng)冷卻水體積檢測(cè)元件、空 氣溫度檢測(cè)元件、飽和蒸汽溫度檢測(cè)元件、補(bǔ)給冷卻水溫度檢測(cè)元件、飽和蒸汽流量檢測(cè)元 件、補(bǔ)給冷卻水流量檢測(cè)元件，上述檢測(cè)元件分別安裝在結(jié)晶器冷卻水主管道、飽和蒸汽加 熱裝置、風(fēng)冷冷卻裝置、補(bǔ)給冷卻水裝置、排水裝置以及大氣中，上述檢測(cè)元件與計(jì)算機(jī)相 連接，計(jì)算機(jī)與飽和蒸汽PLC、風(fēng)冷冷卻PLC、補(bǔ)給冷卻水PLC、排水電磁閥PLC相連接，飽和 蒸汽PLC、風(fēng)冷冷卻PLC、補(bǔ)給冷卻水PLC、排水電磁閥PLC分別與飽和蒸汽加熱裝置、風(fēng)冷冷 卻裝置、補(bǔ)給冷卻水裝置和排水裝置相連接。