一种喂冷钢网装置及操作方法

1.本发明涉及连铸技术领域，尤其涉及一种喂冷钢网装置及操作方法。


背景技术：

2.喂钢带工艺的提出为改善大截面连铸坯内部质量提供了新思路，连铸结晶器喂钢带方法是指向连铸结晶器内连续不断的喂入过冷钢带，通过振动钢带的升温、相变吸收大量热量，降低铸坯中心位置的钢液过热度，并提供了大量的等轴晶核，可促进柱状晶向等轴晶转变的发生，增加凝固终点的等轴晶率，显著改善铸坯中心的偏析、疏松和裂纹等质量缺陷。从工艺可行性、改善效果和经济效益等角度来看，该方法是解决大规格连铸坯内部质量问题的一种有效手段；
3.在采用连铸结晶器喂钢带技术时，喂入物通常是冷钢带，钢带尺寸较小弥散形核效果较差，改善效果不明显；钢带尺寸过大则会影响液芯内的流动状态，且易出现钢带熔化不完全的现象。其次，由于液芯内存在水口射流和复杂的涡流，因此钢带易断裂成段，最终被坯壳捕捉造成“夹钢带”，恶化铸坯质量。


技术实现要素：

4.(一)技术方案
5.为了达到上述目的，本发明的第一方面提供了一种喂冷钢网装置。
6.本发明的第二方面提供了一种喂冷钢网装置的操作方法。
7.有鉴于此，根据本技术实施例的第一方面提出了一种喂冷钢网装置，用于结晶器中，所述结晶器用于承载钢液，处于所述结晶器内的钢液表面形成有保护渣，包括：
8.避渣喂料组件，设置于所述结晶器中；
9.钢网，所述避渣喂料组件使所述钢网在不接触所述保护渣的情况下，所述钢网浸入所述钢液内；其中，浸入所述钢液的所述钢网为弧形钢网，所述弧形钢网形成的凹面与所述钢液流动的方向相抵。
10.可选地，喂冷钢网装置还包括：
11.振动装置，所述振动装置与所述钢网接触，用于使所述钢网振动浸入所述钢液内。
12.可选地，喂冷钢网装置还包括：
13.位置调节组件，与所述避渣喂料组件连接，用于使所述避渣喂料组件沿所述保护渣的表面进行位置调节。
14.可选地，所述位置调节组件包括：
15.驱动伸缩件，设置于所述避渣喂料组件与所述结晶器晶壁之间，用于调节所述避渣喂料组件位于所述结晶器内的水平位置。
16.可选地，所述位置调节组件包括：
17.限位件，沿所述钢液边缘滑动安装于所述结晶器，且所述限位件与所述避渣喂料组件连接，用于使所述限位件与所述避渣喂料组件一同移动。
18.可选地，所述避渣喂料组件包括：
19.避渣主体，设置于所结晶器，所述避渣主体至少部分浸入所述钢液内；
20.弧形浸入口，设置于所述避渣主体浸入所述钢液内的一端；
21.弧形浸出口，设置于所述避渣主体未接触所述保护渣和所述钢液的一端，所述弧形浸入口与所述弧形浸出口连通，用于所述钢料依次穿过所述弧形浸入口和弧形浸出口浸入所述钢液内。
22.可选地，所述避渣喂料组件包括：
23.塑形器，贯穿形成有弧形塑形孔，用于所述钢料穿过所述弧形塑形孔后再进入所述弧形浸入口。
24.可选地，所述避渣喂料组件至少为两个，所述避渣喂料组件均布于所述结晶器。
25.根据本技术实施例的第二方面提出了一种喂冷钢网装置的操作方法，用于操作如上述第一方面中任一项提出的喂钢装置，所述操作方法包括：。
26.所述避渣喂料组件的一端穿过保护渣且浸入所述钢液内，所述避渣喂料组件的另一端位于所述保护渣远离钢液的一侧；
27.向所述避渣主体内持续吹入氩气，使所述避渣主体内形成高于标准大气压的正压氩气环境；
28.将所述钢网穿过避渣喂料组件以弧形状态浸入所述钢液内；
29.所述振动装置与所述钢网接触，使所述钢网振动浸入所述钢液内。
30.(二)有益效果
31.本发明的有益效果是：本技术实施例提供的喂冷钢网装置包括避渣喂料组件，其中，避渣喂料组件设置于所述结晶器中，钢网通过避渣喂料组件在不接触保护渣的情况下浸入钢液内，避免钢网携带保护渣浸入钢液内；本技术方案通过选用钢网浸入钢液内，浸入钢液内的钢网与流动的钢液接触时，钢液可通过钢网的孔洞自由流动，通过的过程中冷却形核，实现对流场影响小，促进形核；钢网和钢液接触面积大，实现弥散形核，因此，可以极大地提高连铸坯的质量；并且，浸入钢液内的钢网为弧形钢网，其中弧形钢网的凹面与钢液流动的方向相抵，弧形钢料与平直钢网相比，在与流动的钢液接触产生的效果不同，弧形钢网相比于平直钢网，强度增大，在与水口射流和复杂的涡流接触时，会极大程度的减小钢网断裂的风险，进而避免出现最终被坯壳捕捉造成夹钢带的现象发生，避免恶化铸坯质量，从而可提高铸坯质量。
32.同时，通过设置振动装置与待浸入钢液的钢网接触，在振动装置工作时，可对振动钢网进行振动，钢网在向钢液内浸入的同时振动，振动的钢网在钢液内起到了搅拌的作用，使温度钢液内温度均匀，并促进晶粒从钢网上剥离，进一步的提高了弥散形核的效果，从而达到改善钢液质量的效果。
附图说明
33.图1为本发明的喂钢装置的一种实施例的工作原理图；
34.图2为本发明的喂钢装置的一种实施例的避渣主体的结构示意图；
35.图3为本发明的喂冷钢网装置的操作方法的操作流程示意图
36.【附图标记说明】
37.100-结晶器、200-钢液、300-保护渣、400-避渣喂料组件、500-钢网、600-振动装置、700-位置调节组件；
38.410-避渣主体、420-塑形器；
39.710-驱动伸缩件、720-限位件；
40.401-弧形浸入口、402-弧形浸出口、403-弧形塑形孔。
具体实施方式
41.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
42.如图1和图2所示，根据本技术实施例的第一方面提出了一种喂冷钢网装置，用于结晶器100中，所述结晶器100用于承载钢液200，处于所述结晶器100内的钢液200表面形成有保护渣300，包括：避渣喂料组件400，设置于所述结晶器100中；钢网500，所述避渣喂料组件使所述钢网500在不接触所述保护渣300的情况下，所述钢网500浸入所述钢液200内；其中，浸入所述钢液200的所述钢网500为弧形钢网，所述弧形钢网形成的凹面与所述钢液200流动的方向相抵。
43.本技术实施例提供的喂冷钢网装置用于结晶器100中，结晶器100用于承载钢液200，处于所述结晶器100内的钢液200表面与空气接触，形成有保护渣300。
44.示例性的，向结晶器100内补充输送钢液200时，可向钢液200内插入浸入式水口，通过浸入式水口向结晶器100内补充输送钢液200，通过浸入式水口可进行补充调节处于结晶器100内的钢液200的容量，以达到需求；在向结晶器100内补充输送钢液200时，通过浸入式水口输送的钢液200会在结晶器100内的形成水口射流和复杂的涡流。
45.示例性的，现有技术中，通常向钢液200内喂入平直的钢带，钢带在浸入钢液200时先会与处于钢夜200表面的保护渣300接触，才能浸入钢液200内，此方式操作易造成钢液200裸露和卷渣，导致夹杂物含量的大量增加，影响钢液200的纯净程度以及后续连铸坯的质量。
46.本技术实施例提供的喂冷钢网装置包括避渣喂料组件400，其中，避渣喂料组件400设置于所述结晶器中，钢网500通过避渣喂料组件400在不接触保护渣300的情况下浸入钢液200内，避免钢网500携带保护渣300浸入钢液200内；本技术方案通过选用钢网500浸入钢液200内，浸入钢液200内的钢网500与流动的钢液200接触时，钢液200可通过钢网500的孔洞自由流动，因此，对流场的影响较小，钢网在钢液200液芯内熔化时不易变形，且可实现多点弥散形核的效果，可以极大地提高连铸坯的质量；并且，浸入钢液200内的钢网500为弧形钢网，其中弧形钢网的凹面与钢液200流动的方向相抵，弧形钢料与平直钢网相比，在与流动的钢液200接触产生的效果不同，弧形钢网相比于平直钢网，强度增大，在与水口射流和复杂的涡流接触时，会极大程度的减小钢网500断裂的风险，进而避免出现最终被坯壳捕捉造成夹钢带的现象发生，避免恶化铸坯质量，从而可提高铸坯质量。
47.现有技术中，采用连铸结晶器喂钢带技术时，喂入物通常是钢带，钢带尺寸较小弥散形核效果较差，改善效果不明显。
48.如图1所示，在一些示例中，喂钢装置还包括：振动装置600，所述振动装置600与所述钢网500接触，用于使所述钢网500振动浸入所述钢液200内。
49.在该技术方案中，喂钢装置还包括振动装置600，其中，示例性的，钢网500基于转辊和重力向钢液200内浸入，振动装置600与待浸入钢液200的钢网500接触，在振动装置600工作时，可对振动钢网500进行振动，钢网500在转辊和重力作用的基础上向钢液200内浸入的同时振动，振动的钢网500在钢液200内起到了搅拌的作用，并促进晶粒从钢网500上剥离，进一步的提高了弥散形核的效果，从而达到改善钢液200质量的效果；同时，基于转辊和重力作用浸入钢液200的钢网500，在通过避渣喂料组件400时，存在钢网500与避渣喂料组件400接触的情况发生，此时钢网500与避渣喂料组件400存在一定阻力，进而影响下料速度，当钢网500产生振动时，钢网500在与避渣喂料组件400不接触的情况，此时阻力减小，下料速度增大，进而提高下料速度。
50.示例性的，振动装置600使钢网500以低振幅高频率的振动方式(0.01～10mm，10～10000hz)，喂入到避渣喂料组件400中，喂入量约为注入到结晶器100内的钢液200质量的0.5～2.0％。
51.示例性的，工作时，需向所述避渣喂料组件400内持续吹入氩气，使避渣喂料组件400内形成高于标准大气压的正压氩气环境，钢网500通过振动装置600可进行振动喂料，可激发等轴晶核的形成，有效提高连铸坯的等轴晶率，此外，由于钢网500的振动将加强钢网500附近钢液200的搅拌作用，进一步促进温度和成分的均匀化；钢网500的振动还会卷吸避渣喂料组件400内少量的氩气进入结晶器100内部，上浮的氩气泡可以捕获夹杂物颗粒，并携带其一同上浮，去除钢液200中的夹杂物，改善钢液200的纯净程度，提高铸坯质量。
52.如图1所示，在一些示例中，喂冷钢网装置还包括：位置调节组件700，与上述避渣喂料组件400连接，用于使上述避渣喂料组件400沿上述保护渣300的面进行位置调节。
53.在该技术方案中，喂冷钢网装置还包括与避渣喂料组件400连接的位置调节组件700，通过位置调节组件700可使喂料避渣组件400沿上述保护渣300的水平面进行位置调节，其中钢网500通过喂料避渣组件400进行喂料，当对避渣喂料组件400进行调节位置时，可同时实现对钢网500向钢液200的喂料位置进行调节，进而可根据实际情况进行实时调节，从而最大程度的保证了铸坯质量。
54.如图1所示，在一些示例中，上述位置调节组件700包括：驱动伸缩件710，设置于上述避渣喂料组件400与上述结晶器100晶壁之间，用于调节上述避渣喂料组件400位于上述结晶器100内的水平位置。
55.在该技术方案中，位置调节组件700包括设置于上述避渣喂料组件400与上述结晶器100晶壁之间的驱动伸缩件710，当驱动伸缩件710工作时，可对避渣喂料组件400进行调节处于结晶器100内的水平位置，进而改变通过避渣喂料组件400浸入钢液200内的钢网500所处结晶器100内的水平位置。
56.如图1所示，在一些示例中，上述位置调节组件700包括：限位件720，沿上述钢液500边缘滑动安装于上述结晶器100，且上述限位件720与上述避渣喂料组件400连接，用于使上述限位件720与上述避渣喂料组件400一同移动。
57.在该技术方案中，位置调节组件700包括滑动安装于上述结晶器100的限位件720，其中，限位件720与避渣喂料组件400连接，同时限位件720沿着钢液500的边缘滑动，当限位
件720移动时，避渣喂料组件400一同与限位件720移动，当避渣喂料组件400通过驱动伸缩件710进行改变处于钢液500的水平位置时，限位件720可以限制避渣喂料组件400的移动方向，保证了位置调节组件700工作时的稳定性，同时可保证钢网500的喂入位置。
58.如图1和图2所示，在一些示例中，上述避渣喂料组件400包括：避渣主体410，设置于上述结晶器100，上述避渣主体410至少部分浸入上述钢液200内；弧形浸入口401，设置于上述避渣主体410浸入上述钢液200内的一端；弧形浸出口402，设置于上述避渣主体410未接触上述保护渣300和上述钢液200的一端，上述弧形浸入口401与上述弧形浸出口402连通，用于上述钢料500依次穿过上述弧形浸入口401和弧形浸出口402浸入上述钢液200内。
59.在该技术方案中，上述避渣喂料组件400包括设置于结晶器100内的避渣主体410，避渣主体410至少部分浸入钢液200内，使避渣主体410部分处于钢液200内，部分处于钢液200和保护渣300的外部，不与钢液200和保护渣300接触，处于钢液200和保护渣300的外部的避渣主体410形成有弧形浸入口401，处于钢液200内的避渣主体410形成有弧形浸出口402，其中弧形浸入口401与弧形浸出口402连通，上述钢网500依次穿过上述弧形浸入口401和弧形浸出口402后，再浸入上述钢液200内，经过弧形浸入口401与弧形浸出口402的钢网500可经过弧形浸入口401与弧形浸出口402的塑性，从而形成弧形钢网浸入钢液200内，还可以维持钢网500的弧形形状，防止弧形钢网进入到钢液200后复原成矩形。
60.示例性的，弧形浸入口401和弧形浸出口402形成之间形成塑形通孔，在避渣主体410上设置有吹氩孔，其中吹氩孔与塑形通孔连通，通过吹氩孔向塑形通孔内持续吹入氩气，将吹塑形通孔内的空气排净，并形成塑形通孔内气压略高于标准大气压的微正压氩气环境。
61.如图1和图2所示，在一些示例中，上述避渣喂料组件400包括：塑形器420，贯穿形成有弧形塑形孔403，用于上述钢料500穿过上述弧形塑形孔403后再进入上述弧形浸入口401。
62.在该技术方案中，避渣喂料组件400包括塑形器420，预制件420贯穿形成有弧形塑形孔403，在钢网500进入弧形浸入口401之前先穿过弧形塑形孔403进行预制弧形，从而保证在钢网500进入弧形浸入口401前以产生一定的弧度，进而保证了对钢网500塑性的效果，从而避免出现钢网500进入弧形浸入口401的卡顿，保证了钢网500通过避渣喂料组件400浸入钢液200的稳定性。
63.如图1所示，在一些示例中，上述避渣喂料组件400至少为两个，上述避渣喂料组件400均布于上述结晶器100。
64.在该技术方案中，由前述可知，避渣喂料组件400用于使钢网500在不接触上述保护渣300的情况下，避渣喂料组件400均布于上述结晶器100，上述钢网500浸入上述钢液200内；进而可实现钢网500均布于结晶器100内，以提高凝固组织分布的均匀性。
65.根据本技术实施例的第二方面提出了一种喂冷钢网装置的操作方法，用于操作如上述任一技术方案上述的喂冷钢网装置，所述操作方法包括：
66.s1：所述避渣喂料组件400的一端穿过保护渣300且浸入所述钢液200内，所述避渣喂料组件400的另一端位于所述保护渣300远离钢液200的一侧；
67.s2：向所述避渣主体410内持续吹入氩气，使所述避渣主体410内形成高于标准大气压的正压氩气环境；
68.s3：将所述钢网500穿过避渣喂料组件400以弧形状态浸入所述钢液200内；
69.s4：所述振动装置600与所述钢网500接触，使所述钢网500振动浸入所述钢液200内。
70.由于本技术实施例提供的一种喂冷钢网装置的操作方法，因包括了如上述第一方面中任一项提出的喂冷钢网装置，因此具备该喂冷钢网装置的全部有益效果，这里不再赘述。
71.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
72.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
73.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
74.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
75.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种喂冷钢网装置，用于结晶器中，所述结晶器用于承载钢液，处于所述结晶器内的钢液表面形成有保护渣，其特征在于，包括：避渣喂料组件，设置于所述结晶器中；钢网，所述避渣喂料组件使所述钢网在不接触所述保护渣的情况下，所述钢网浸入所述钢液内；其中，浸入所述钢液的所述钢网为弧形钢网，所述弧形钢网形成的凹面与所述钢液流动的方向相抵。2.如权利要求1所述的喂冷钢网装置，其特征在于，还包括：振动装置，所述振动装置与所述钢网接触，用于使所述钢网振动浸入所述钢液内。3.如权利要求1所述的喂冷钢网装置，其特征在于，还包括：位置调节组件，与所述避渣喂料组件连接，用于使所述避渣喂料组件沿所述保护渣的表面进行位置调节。4.如权利要求3所述的喂冷钢网装置，其特征在于，所述位置调节组件包括：驱动伸缩件，设置于所述避渣喂料组件与所述结晶器晶壁之间，用于调节所述避渣喂料组件位于所述结晶器内的水平位置。5.如权利要求3所述的喂冷钢网装置，其特征在于，所述位置调节组件包括：限位件，沿所述钢液边缘滑动安装于所述结晶器，且所述限位件与所述避渣喂料组件连接，用于使所述限位件与所述避渣喂料组件一同移动。6.如权利要求1所述的喂冷钢网装置，其特征在于，所述避渣喂料组件包括：避渣主体，设置于所述结晶器，所述避渣主体至少部分浸入所述钢液内；弧形浸入口，设置于所述避渣主体浸入所述钢液内的一端；弧形浸出口，设置于所述避渣主体未接触所述保护渣和所述钢液的一端，所述弧形浸入口与所述弧形浸出口连通，用于所述钢料依次穿过所述弧形浸入口和弧形浸出口浸入所述钢液内。7.如权利要求6所述的喂冷钢网装置，其特征在于，所述避渣喂料组件包括：塑形器，贯穿形成有弧形塑形孔，用于所述钢料穿过所述弧形塑形孔后再进入所述弧形浸入口。8.如权利要求1至7任一项所述的喂冷钢网装置，其特征在于：所述避渣喂料组件至少为两个，所述避渣喂料组件均布于所述结晶器。9.一种喂冷钢网装置的操作方法，其特征在于，用于操作如权利要求1至8任一项所述的喂冷钢网装置，所述操作方法包括：所述避渣喂料组件的一端穿过保护渣且浸入所述钢液内，所述避渣喂料组件的另一端位于所述保护渣远离钢液的一侧；向所述避渣主体内持续吹入氩气，使所述避渣主体内形成高于标准大气压的正压氩气环境；将所述钢网穿过避渣喂料组件以弧形状态浸入所述钢液内；所述振动装置与所述钢网接触，使所述钢网振动浸入所述钢液内。

技术总结
本发明涉及一种喂冷钢网装置，用于结晶器中，结晶器用于承载钢液，处于结晶器内的钢液表面形成有保护渣，包括：避渣喂料组件，设置于结晶器中；钢网，避渣喂料组件使钢网在不接触保护渣的情况下，钢网浸入钢液内；其中，浸入钢液的钢网为弧形钢网，弧形钢网形成的凹面与钢液流动的方向相抵。本技术方案通过选用钢网浸入钢液内，浸入钢液内的钢网与流动的钢液接触时，钢液可通过钢网的孔洞自由流动，通过的过程中冷却形核，实现对流场影响小，钢网和钢液接触面积大，促进弥散形核，因此，可以极大地提高连铸坯的质量。高连铸坯的质量。高连铸坯的质量。


技术研发人员：刘中秋 姚毓超 李宝宽 齐凤升 王芳 荣文杰 黄雪驰
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/23