本發(fā)明屬于板坯連鑄，具體涉及一種用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，本發(fā)明還涉及上述調溫裝置的調溫方法。

背景技術：

1、隨著社會的進步，板材的用途逐漸的向高強和高韌性的方向發(fā)展。板坯連鑄過程主要是將液態(tài)鋼水采用連續(xù)澆鑄的形式準轉變?yōu)榘迮?，而有相當一部分連鑄機在生產板坯的過程中都存在矯直行為。無論是碳素鋼，還是合金鋼，在矯直過程中都面臨著角部裂紋的問題。

2、為了避開鋼的第三溫脆性溫度區(qū)(700-900℃)，申請?zhí)枮閏n201610004640.9公開了一種安裝在二冷區(qū)內并且利用線圈加熱鑄坯角部的裝置及方法，但是其功率小，加熱時間長，這就需要該裝置拉坯方向設計較長，然而板坯二冷區(qū)位置狹小，實施難度大。申請?zhí)枮閏n201010259985.1公開了一種通過增大二冷區(qū)水量使鑄坯角部冷卻的方式，該方法易使得板坯斷面溫度降低、凝固末端發(fā)生較大變化，誘發(fā)寬面表面裂紋等問題。

3、在實際板坯生產過程中，板坯表面進入矯直段前的溫度并非定值，而第三脆性區(qū)區(qū)間溫差較大，因此需要根據實際生產判定對鑄坯角部升溫或者降溫，以此來保證鑄坯溫度的動態(tài)調控，改善因板坯溫度處于第三溫度脆性區(qū)時矯直產生的角裂紋。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，能夠對板坯的角部溫度進行調控，改善因板坯溫度處于第三溫度脆性區(qū)時矯直產生的角裂紋。

2、本發(fā)明的另一目的是提供一種用于改善板坯角裂紋的調溫方法。

3、本發(fā)明所采用的第一種技術方案是，用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，包括兩端開口的殼體，殼體內設有上下分布的上作業(yè)框和下作業(yè)框，上作業(yè)框和下作業(yè)框之間活動連接，殼體上設置有升降機構，通過升降機構調節(jié)上作業(yè)框的頂部和下作業(yè)框的底部之間的距離；

4、上作業(yè)框和下作業(yè)框組合形成容納板坯通過的內腔，上作業(yè)框和下作業(yè)框各自的兩個角部沿板坯行進方向均設置有若干組調溫檢測機構，相鄰調溫檢測機構之間距離相等。

5、本發(fā)明第一種技術方案的特征還在于，

6、調溫檢測機構沿板坯行進方向不少于三組，調溫檢測機構包括固定于角部的測溫器，測溫器通過線路連接有數(shù)據采集器，上作業(yè)框或下作業(yè)框相對角部的直角邊部沿遠離測溫器方向設置有若干組電磁感應加熱器和噴嘴；

7、電磁感應加熱器和噴嘴通過線路連接有調溫器，調溫器與數(shù)據采集器信號連接。

8、測溫器的測溫范圍為300℃～1450℃，測溫分辨率為1/10000～1/5000，測溫精度為1％～4％，測溫頻率為10hz～50hz。

9、數(shù)據采集器包括連續(xù)溫度記錄系統(tǒng)和數(shù)據分析系統(tǒng)，連續(xù)溫度記錄系統(tǒng)和數(shù)據分析系統(tǒng)數(shù)據儲存頻率與分析頻率與測溫器的測溫頻率一致。

10、同一平面內電磁感應加熱器和噴嘴間歇排布，電磁感應加熱器和相鄰噴嘴之間間距為10mm～30mm。

11、升降機構包括安裝于殼體上的伺服電機和位于下作業(yè)框側壁內部的螺桿，伺服電機的輸出軸遠離伺服電機一端套接有斜齒輪a，伺服電機的輸出軸穿過殼體連接有傳動桿；

12、傳動桿位于下作業(yè)框的側壁內部，傳動桿與螺桿相互垂直，且傳動桿的兩端套接有斜齒輪b，傳動桿上一端的斜齒輪b與斜齒輪a嚙合連接，另一端的斜齒輪b嚙合連接有斜齒輪c，斜齒輪c套接與螺桿一端，螺桿遠離斜齒輪c一端穿過下作業(yè)框與上作業(yè)框螺紋連接。

13、下作業(yè)框側壁內部以伺服電機為中心對稱設置有若干個螺桿，相鄰螺桿之間通過傳動桿活動連接。

14、殼體和上作業(yè)框、下作業(yè)框之間設置有保溫層。

15、本發(fā)明所采用的第二種技術方案是，用于改善板坯角裂紋的調溫方法，具體包括以下步驟：

16、步驟1，調節(jié)各個角部調溫檢測機構之間的相對距離；

17、步驟2，測溫器對板坯的四個角部的溫度進行采集，并將采集溫度傳輸至數(shù)據采集器；

18、步驟3，數(shù)據采集器對采集溫度進行存儲和分析，將分析后的數(shù)據傳輸至調溫器，調溫器根據板坯的角度溫度控制電磁感應加熱器或噴嘴對板坯的角度溫度進行調控。

19、本發(fā)明第二種技術方案的特征還在于，

20、步驟1中調節(jié)各個角部調溫檢測機構之間的相對距離具體為，通過升降機構調節(jié)上作業(yè)框和下作業(yè)框相對角度的調溫檢測機構之間的距離th，具體如下列公式所示：

21、th＝th1+520mm；

22、其中，th1為板坯的厚度；

23、步驟3中對板坯的角度溫度進行調控具體為：

24、當板坯角部溫度t＞800℃時，采用電磁感應加熱器對板坯角部進行加熱，保障板坯進入矯直段的溫度＞900℃，升溫速率如下式所示：

25、

26、其中，l為始末電磁感應加熱器沿拉坯方向的長度，單位為mm；c為板坯的比熱熔，單位為j/(kg·℃)；v為板坯的拉坯速度，單位為mm/s；t為鑄坯角部的實測溫度，單位為℃；p為電磁感應加熱器的功率，單位為w；

27、當鑄坯角部溫度t≤800℃時，采用噴嘴對板坯角部進行降溫，保障板坯進入矯直段的溫度≤700℃，降溫速率如下式所示：

28、

29、其中，l為始末空氣噴嘴沿拉坯方向的距離，單位為mm；c為板坯的比熱熔，單位為j/(kg·℃)；v為板坯的拉坯速度，單位為mm/s；q氣為噴嘴的氣體總流量，單位為mm3/s；c氣為氣體的比熱熔，單位為j/(kg·℃)；ρ氣為氣體的密度，單位為g/mm3；h1為空氣噴嘴到鑄坯表面的距離，單位為mm；t為鑄坯角部的實測溫度，單位為℃。

30、本發(fā)明的有益效果是：

31、本發(fā)明用于改善板坯角裂紋的調溫裝置通過伺服電機調節(jié)上作業(yè)框和下作業(yè)框之間的距離，使測溫器、電磁感應加熱器和噴嘴可以靠近板坯角部，有效的對板坯的角度溫度進行調節(jié)控制；

32、通過數(shù)據采集器收集測溫器采集的溫度數(shù)據，并對數(shù)據進行分析后輸入至調溫器內，再采用電磁感應加熱器或噴嘴對板坯的角度進行升溫或降溫，能夠快速調整板坯的角部溫度，使得鑄坯角裂發(fā)生率顯著降低。

技術特征：

1.用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，包括兩端開口的殼體(1)，所述殼體(1)內設有上下分布的上作業(yè)框(3)和下作業(yè)框(4)，所述上作業(yè)框(3)和下作業(yè)框(4)之間活動連接，所述殼體(1)上設置有升降機構，通過所述升降機構調節(jié)所述上作業(yè)框(3)的頂部和下作業(yè)框(4)的底部之間的距離；

2.根據權利要求1所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，所述調溫檢測機構沿板坯行進方向不少于三組，所述調溫檢測機構包括固定于角部的測溫器(6)，所述測溫器(6)通過線路連接有數(shù)據采集器(10)，所述上作業(yè)框(3)或下作業(yè)框(4)相對角部的直角邊部沿遠離測溫器(6)方向設置有若干組電磁感應加熱器(7)和噴嘴(8)；

3.根據權利要求2所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，所述測溫器(6)的測溫范圍為300℃～1450℃，測溫分辨率為1/10000～1/5000，測溫精度為1％～4％，測溫頻率為10hz～50hz。

4.根據權利要求3所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，所述數(shù)據采集器(10)包括連續(xù)溫度記錄系統(tǒng)和數(shù)據分析系統(tǒng)，連續(xù)溫度記錄系統(tǒng)和數(shù)據分析系統(tǒng)數(shù)據儲存頻率與分析頻率與測溫器(6)的測溫頻率一致。

5.根據權利要求2所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，同一平面內所述電磁感應加熱器(7)和噴嘴(8)間歇排布，電磁感應加熱器(7)和相鄰噴嘴(8)之間間距為10mm～30mm。

6.根據權利要求1所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，所述升降機構包括安裝于殼體(1)上的伺服電機(5)和位于下作業(yè)框(4)側壁內部的螺桿(14)，所述伺服電機(5)的輸出軸遠離伺服電機(5)一端套接有斜齒輪a(11)，所述伺服電機(5)的輸出軸穿過殼體(1)連接有傳動桿(12)；

7.根據權利要求6所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，所述下作業(yè)框(4)側壁內部以伺服電機(5)為中心對稱設置有若干個螺桿(14)，相鄰所述螺桿(14)之間通過傳動桿(12)活動連接。

8.根據權利要求1所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，其特征在于，所述殼體(1)和上作業(yè)框(3)、下作業(yè)框(4)之間設置有保溫層(2)。

9.用于改善板坯角裂紋的調溫方法其特征在于，采用如權利要求8所述的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置，具體包括以下步驟：

10.根據權利要求9所述的用于改善板坯角裂紋的調溫方法，其特征在于，步驟1中所述調節(jié)各個角部調溫檢測機構之間的相對距離具體為，通過升降機構調節(jié)上作業(yè)框(3)和下作業(yè)框(4)相對角度的調溫檢測機構之間的距離th，具體如下列公式所示：

技術總結
本發(fā)明公開的用于改善板坯角裂紋的調溫裝置及調溫方法，裝置包括兩端開口的殼體，殼體內設有上作業(yè)框和下作業(yè)框，殼體上設置有升降機構，通過升降機構調節(jié)所述上作業(yè)框的頂部和下作業(yè)框的底部之間的距離；上作業(yè)框和下作業(yè)框各自的兩個角部沿板坯行進方向均設置有若干組調溫檢測機構。方法為先調節(jié)各個角部調溫檢測機構之間的相對距離；再通過測溫器對板坯四個角部的溫度進行采集，數(shù)據采集器對采集溫度進行分析，將分析后的數(shù)據傳輸至調溫器，調溫器根據板坯的角度溫度控制電磁感應加熱器或噴嘴對板坯的角度溫度進行調控。本發(fā)明能夠對板坯的角部溫度進行調控，改善因板坯溫度處于第三溫度脆性區(qū)時矯直產生的角裂紋。

技術研發(fā)人員：王春鋒,楊寶,尚巍巍,余博陽,李奕文,陳宗樂
受保護的技術使用者：陜鋼集團產業(yè)創(chuàng)新研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10