專利名稱：水模試驗結(jié)晶器內(nèi)氣量采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及水模試驗設(shè)備，特別涉及用于用水模擬鋼水澆注的試驗設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在多數(shù)鋼廠的連鑄采用從中間包上水口和上滑板等部位吹入氬氣，同時采用了結(jié)晶器防堵水口(不吹氬水口)，但所吹入氣體的量對液面波動的影響，究竟有多少氣體進入到結(jié)晶器鋼水內(nèi)和氣量在結(jié)晶器表面分布情況一直是人們普遍關(guān)心的問題。但現(xiàn)在還沒有一套完整的定量研究設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種水模試驗結(jié)晶器內(nèi)氣量采集裝置，可以準(zhǔn)確分析氣體進入到結(jié)晶器鋼水內(nèi)和氣量在結(jié)晶器表面分布情況，以及氣體分配比率。
為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是，水模試驗結(jié)晶器內(nèi)氣量采集裝置，包括，第一水箱，第二水箱，一端通過一導(dǎo)管與第一水箱相連通，另一端通過連接管與第一水箱進水口相連通；有機玻璃采集罩，設(shè)置于第二水箱中，該有機玻璃采集罩表面設(shè)有刻度；第一調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于導(dǎo)管上；第二調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于連接管上；氣管，連接于導(dǎo)管第一調(diào)節(jié)閥下的管路上，并與一空氣壓縮機相連；氣體流量計，設(shè)置于氣管管路上；液體流量計，設(shè)置于連接管管路上；水泵，設(shè)置于連接管管路上。
所述的有機玻璃采集罩上設(shè)有小單元格。
本實用新型設(shè)計了有機玻璃采集罩用于研究氣體分配比例或用于氣體分布情況的研究。根據(jù)結(jié)晶器水模型的尺寸、浸入式水口的尺寸以及盡量將氣體收集完全的原則，將有機玻璃采集罩設(shè)計成與結(jié)晶器(以第二水箱模擬)大小尺寸相對應(yīng)的尺寸大小。這樣罩子壁可以緊貼結(jié)晶器器壁和水口邊緣，既可以收集到結(jié)晶器中絕大部分的氣體，也不會阻礙罩子的向上運動。針對其它寬度遵循同樣的原則設(shè)計，只在尺寸上加以修改。
本實用新型的優(yōu)點1、在試驗過程中操作簡單。
2、在水模擬試驗中收集絕大部分進入到結(jié)晶器內(nèi)氣體。
3、在讀取數(shù)據(jù)時非常直觀。
4、可得到不同結(jié)晶器表面氣體吹出量。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型有機玻璃采集罩的一種結(jié)構(gòu)形式的側(cè)視圖；圖3為本實用新型有機玻璃采集罩的一種結(jié)構(gòu)形式的俯視圖；圖4a、圖4b為各種吹氣總量下氣體沿結(jié)晶器斷面分布規(guī)律曲線；圖5a～圖5d為模擬的上滑板和上水口吹氬量分別對含氣比例分布的影響的示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的水模試驗結(jié)晶器內(nèi)氣量采集裝置，包括，第一水箱1，第二水箱2，一端通過一導(dǎo)管3與第一水箱1相連通，另一端通過連接管4與第一水箱1進水口相連通；有機玻璃采集罩5，設(shè)置于第二水箱2中，該有機玻璃采集罩5表面設(shè)有刻度；第一調(diào)節(jié)閥6，設(shè)置于導(dǎo)管3上；第二調(diào)節(jié)閥7，設(shè)置于連接管4上；氣管8，連接于導(dǎo)管第一調(diào)節(jié)閥6下的管路上，并與一空氣壓縮機10相連；氣體流量計9，設(shè)置于氣管7管路上；液體流量計11，設(shè)置于連接管4管路上；水泵12，設(shè)置于連接管4管路上。
對于氣體分配比率的研究水模試驗時，從上滑板和上水口吹入的氣體13隨著水口出口的射流14進入結(jié)晶器后很快聚合向上運動并向結(jié)晶器液面集中。
如圖1所示，通過流體的液面進入到有機玻璃采集罩5中，在這些向上氣體的壓力作用下，罩子會向上運動。根據(jù)這一現(xiàn)象，在罩子的頂端設(shè)計有一橡膠塞51。在實驗開始時，將橡膠塞51拔出，有機玻璃采集罩5會在空氣和未從塞孔逸出的第二水箱2(模擬結(jié)晶器)中氣體的共同壓力作用下懸浮在第二水箱2(模擬結(jié)晶器)液面上；然后用手將有機玻璃采集罩5輕輕按入水中使罩子中的氣體從塞孔中逸出，直到將罩子的頂端剛好沒入第二水箱2---結(jié)晶器液面時，罩子內(nèi)無氣體存在，即罩子達到一個“真空”狀態(tài)。此時塞緊橡膠塞51，罩子會在第二水箱2---結(jié)晶器中氣體壓力的單獨作用下開始上浮。待其上浮一段時間后，瞬間記錄下結(jié)束采集時罩子外標(biāo)定好的刻度，就是在這一段時間內(nèi)收集到的氣體的體積。采集時間的長短根據(jù)所吹入氣體量的大小進行調(diào)整，以收集到氣體的體積不超過標(biāo)定罩子的最大刻度為原則。由于第二水箱2----結(jié)晶器水口(導(dǎo)管3)兩側(cè)氣體分布情況相似，將收集到的氣體刻度值乘以2就是在這一段采集時間內(nèi)吹入的氣體被帶入第二水箱2----結(jié)晶器鋼水中的總體積。將這個值與相同時間內(nèi)氣體流量計供給的量(折算成相同壓力下供給的氣體量)相比就得到了吹入的氣體分配到結(jié)晶器鋼水中的比例，從而確定氣體上浮到中間包內(nèi)的比率。
參見圖2，本實用新型的有機玻璃采集罩5表面設(shè)有刻度，其用于研究氣體分配比例。
參見圖3，本實用新型的有機玻璃采集罩5還可以設(shè)有小單元格52，每個小單元格52設(shè)有通氣孔53，其用于氣體分布情況的研究。
參見圖4a、圖4b，采用以上裝置對結(jié)晶器內(nèi)氣體分布規(guī)律進行研究。
以吹氣量對氣體沿結(jié)晶器斷面含氣比例分布的影響為例。
1)吹氣總量對含氣比例分布的影響在結(jié)晶器寬度為1450mm、拉速為1.0m/min、水口埋入深度為220mm、水口角度為-25°時各種吹氣總量下氣體沿結(jié)晶器斷面分布規(guī)律曲線。由圖4b可以看出，隨著結(jié)晶器內(nèi)吹入氣體總量的增加，氣體沿結(jié)晶器斷面的分布規(guī)律大致相同，都是隨著向水口靠近，各點含氣比例呈現(xiàn)明顯的先增大后減小的趨勢。并且氣體含量最大的位置基本上都在距離窄邊400mm-500mm處，即結(jié)晶器斷面大約1/3位置處，離水口較近。同時，由圖4a可以看出，在距離窄邊550mm-620mm處，氣體分布比較均勻，沒有明顯的減小趨勢。但從整體來看，隨著吹氣總量的增加，各點的含氣比例明顯增加或減小的規(guī)律不很明顯。
2)上滑板和上水口吹氬量對含氣比例分布的影響圖5a～圖5d是在結(jié)晶器寬度為1450mm、水口出口角度為-25°、水口埋入深度為220mm、拉速分別為1.0m/min和1.2m/min時隨著上滑板和上水口吹氬量的增加，含氣比例分布的規(guī)律曲線。從圖中可以看出，無論是從上水口和上滑板吹入氣體，氣體進入到結(jié)晶器后沿結(jié)晶器斷面的分配比率幾乎變化不大。即吹入方式對氣體沿結(jié)晶器斷面的分布規(guī)律影響不大。
權(quán)利要求1.水模試驗結(jié)晶器內(nèi)氣量采集裝置，其特征是，包括，第一水箱，第二水箱，一端通過一導(dǎo)管與第一水箱相連通，另一端通過連接管與第一水箱進水口相連通；有機玻璃采集罩，設(shè)置于第二水箱中，該有機玻璃采集罩表面設(shè)有刻度；第一調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于導(dǎo)管上；第二調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于連接管上；氣管，連接于導(dǎo)管第一調(diào)節(jié)閥下的管路上，并與一空氣壓縮機相連；氣體流量計，設(shè)置于氣管管路上；液體流量計，設(shè)置于連接管管路上；水泵，設(shè)置于連接管管路上。
2.如權(quán)利要求1所述的水模試驗結(jié)晶器內(nèi)氣量采集裝置，其特征是，所述的有機玻璃采集罩上刻有小單元格。
專利摘要水模試驗結(jié)晶器內(nèi)氣量采集裝置，包括第一水箱，第二水箱，一端通過一導(dǎo)管與第一水箱相連通，另一端通過連接管與第一水箱進水口相連通；有機玻璃采集罩，設(shè)置于第二水箱中，該有機玻璃采集罩表面設(shè)有刻度或小單元格；第一調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于導(dǎo)管上；第二調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于連接管上；氣管，連接于導(dǎo)管第一調(diào)節(jié)閥下的管路上，并與一空氣壓縮機相連；氣體流量計，設(shè)置于氣管管路上；液體流量計，設(shè)置于連接管管路上；水泵，設(shè)置于連接管管路上。本實用新型設(shè)計了有機玻璃采集罩用于研究氣體分配比例或用于氣體分布情況的研究。本實用新型的優(yōu)點在水模擬試驗中收集絕大部分進入到結(jié)晶器內(nèi)氣體；在讀取數(shù)據(jù)時非常直觀；可得到不同結(jié)晶器表面氣體吹出量。
文檔編號G01N1/22GK2814388SQ20052004130
公開日2006年9月6日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者胡暑名, 趙衛(wèi), 胡會軍, 范建勇 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司