一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置；特別涉及一種鋼鐵生產(chǎn)過程中連鑄倒角結晶器內(nèi)初始凝固坯殼角部傳熱及角部裂紋形成模擬裝置。
【背景技術】
[0002]鋼鐵連鑄板坯角部橫裂紋是鋼鐵生產(chǎn)中影響最大的質量缺陷，微合金鋼與低合金鋼尤其嚴重，通常需要進行下線火火焰切角才能去除，否則將導致所生產(chǎn)的鋼板成材率低、嚴重時報廢或產(chǎn)品降級，既影響生產(chǎn)工藝順行，又造成金屬收得率下降與能源大量浪費，最終影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。
[0003]長期以來，板坯表面角部橫裂紋始終困擾著各大鋼鐵企業(yè)，雖然科研人員做出了極大的努力，所提出的預防措施也因各企業(yè)的實際情況效果不佳，從來沒有從根本上杜絕角部橫裂紋的出現(xiàn)。最近科研工作者提出了倒角結晶器新技術，認為倒角結晶器生產(chǎn)的板坯無常規(guī)板坯的直角部份，且新形成的角部度數(shù)大于110°，正常澆注條件下板坯角部溫度能夠比原直角部分提高60°C以上，使板坯表面避開了極易出現(xiàn)橫裂紋的溫度區(qū)間，角部受力狀況也發(fā)生了根本變化，其所受到的綜合應力明顯降低。鋼的高溫強度和所受應力雙方面都得到良好改善，板坯表面角部發(fā)生橫裂紋的幾率明顯下降。
[0004]然而倒角結晶器技術所需解決的核心問題有三個:一是如何設計冷卻系統(tǒng)，尤其是結晶器內(nèi)冷卻水槽的設計；二是如何尋求倒角面與結晶器窄面所成的最佳倒角角度；三是如何尋求倒角面的最佳寬度。設計參數(shù)選擇不當會導致板坯產(chǎn)生大量縱裂紋，嚴重時發(fā)生縱裂紋漏鋼。而要解決上述三個核心問題，目前最常用的方法是數(shù)值模擬與現(xiàn)場實驗，眾所周知，數(shù)值模擬因模擬的邊界條件所限，往往只能定性的進行分析。現(xiàn)場實驗不僅所需費用巨大，而且極易出現(xiàn)漏鋼事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。一次實驗的成本約20萬元。然而，截止到目前并沒有相關采用倒角結晶器模擬系統(tǒng)對連鑄過程進行模擬的相關工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述困難，本實用新型提供一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置。該裝置可通過數(shù)據(jù)采系統(tǒng)監(jiān)測在拉還過程中彎月面附近及角部的溫度的變化，通過對溫度的計算分析得到彎月面附近的熱流變化以及角部熱流與溫場變化情況，最后將上述變化與鑄還表面進行綜合分析，模擬倒角結晶器內(nèi)彎月面處高溫保護渣、鋼液等介質的行為及其相互影響，并研究各種傳熱、傳質、相變、凝固等行為，最終為倒角結晶器的開發(fā)和設計提供可靠依據(jù)。
[0006]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，包括裝置下行電機(I)、振動電機
(2)、定位電機(3)、拉坯電機(4)、冷卻系統(tǒng)(5)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(6)、拉坯器(7)、倒角結晶器(8)、定位電極(9)、煉鋼爐(10)、基座(29);所述基座(29)上設有兩根一端垂直于機座平面，另一端與裝置下行電機(I)連接的第一絲桿、第二絲桿，在所述第一絲桿、第二絲桿上設有由所述第一絲桿、第二絲桿驅動沿豎直方向運動的升降托架；所述煉鋼爐(10)設置在所述基座(29)上并處于所述第一絲桿、第二絲桿之間；所述振動電機(2)、拉坯電機(4)均設置在所述升降托架上；拉坯器(7)包裹著倒角結晶器(8);所述倒角結晶器(8)通過在振動電機⑵驅動作垂直上下振動；定位電機⑶與定位電極(9)相連，拉坯電機⑷與拉坯器(7)相連；
[0007]所述連鑄倒角結晶器⑶包括結晶器寬面(19)、結晶器窄面(21)、倒角面(20);與所述結晶器寬面(19)相對的外壁為寬面外壁(13)，在結晶器寬面(19)與寬面外壁(13)所構成的空間內(nèi)布有第一組熱電偶(23)、第二組熱電偶(24)以及與冷卻系統(tǒng)(5)相連的I號冷卻水槽(14)，I號冷卻水槽(14)的進/出口位于連鑄倒角結晶器⑶的頂部；與所述結晶器窄面(21)相對的外壁為窄面外壁(18)，在結晶器寬面(19)與寬面外壁(13)所構成的空間內(nèi)布有與冷卻系統(tǒng)(5)相連的2號冷卻水槽(15)，2號冷卻水槽(15)的進/出口位于連鑄倒角結晶器(8)的頂部；所述連鑄倒角結晶器(8)內(nèi)還設有垂直于倒角面(20)的第三組熱電偶(25)、第四組熱電偶(26);所述連鑄倒角結晶器(8)內(nèi)還設有與冷卻系統(tǒng)(5)相連的3號冷卻水槽(16)，所述3號冷卻水槽(16)的進/出口位于連鑄倒角結晶器⑶的頂部；
[0008]所述定位電機(3)控制定位電極(9)運行。
[0009]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，倒角面(20)與結晶器窄面(21)所形成的倒角(17)的角度為15° -50°，優(yōu)選為30-50°，進一步優(yōu)選為45°。
[0010]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，結晶器寬面(19)寬度為15_50mm，優(yōu)選為15_30mm，更進一步優(yōu)選為20mm。
[0011]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，結晶器窄面(21)寬度為15-50mm，優(yōu)選為15-30mm，更進一步優(yōu)選為20mm。對結晶器寬面(19)與結晶器窄面(21)的寬度比為1-1.5:1，優(yōu)選為1-1.2:1，更進一步優(yōu)選為1:1。
[0012]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，結晶器壁(22)厚度為15-20_，優(yōu)選為20mmο
[0013]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，第一組熱電偶(23)到結晶器寬面(19)的垂直距離均為6-12mm，優(yōu)選為6-10mm，進一步優(yōu)選為6-8mm ;更進一步優(yōu)選為8mm ο
[0014]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，第二組熱電偶組(24)到結晶器寬面(19)的垂直距離均為2-8mm，優(yōu)選為3_6mm，進一步優(yōu)選為3_5mm ;更進一步優(yōu)選為3mm ο
[0015]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，第一組熱電偶(23)到第二組熱電偶(24)的垂直間距為4-8_，優(yōu)選為4-6_，進一步優(yōu)選為5_。
[0016]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，第三組熱電偶(25)到倒角面
(20)的垂直距離均為6-12mm，優(yōu)選為6_10mm，進一步優(yōu)選為6_8mm ;更進一步優(yōu)選為8mm。
[0017]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，第四組熱電偶(26)到倒角面
(20)的垂直距離均為2-8_，優(yōu)選為3-6_，進一步優(yōu)選為3-5_ ;更進一步優(yōu)選為3_。
[0018]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，第三組熱電偶(25)到第四組熱電偶(26)的垂直距離為4-8_，優(yōu)選為4-6_，進一步優(yōu)選為5_。
[0019]本發(fā)明一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，寬面外壁(13)的寬為30-80_，優(yōu)選為30_60mm，進一步優(yōu)選為30_50mm，更進一步優(yōu)選為50mm ；
[0020]窄面外壁(18)的寬為30-80mm，優(yōu)選為30_60mm，進一步優(yōu)選為30_50mm，更進一步優(yōu)選為50mmο
[0021]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，I號冷卻水槽(14)的直徑為6_12mm，優(yōu)選為7-11mm，更進一步優(yōu)選為1mm ；
[0022]2號冷卻水槽(15)的直徑為6-12mm，優(yōu)選為7-11mm，更進一步優(yōu)選為1mm ;
[0023]3號冷卻水槽(16)的直徑為6_12mm，優(yōu)選為7-llmm，更進一步優(yōu)選為10mm。
[0024]本實用新型一種連鑄倒角結晶器鑄坯模擬裝置，選取I號冷卻水槽(14)、2號冷卻水槽(15)、3號冷卻水槽(16)中的任意一個冷卻水槽直接連接冷卻系統(tǒng)(5)的進水口 ；其余兩個冷卻水槽作為出水口 ；或
[0025]選取I號冷卻水槽(14)、2號冷卻水槽(15)、3號冷卻水槽(16)中的任意兩個冷卻水槽直接連接