專利名稱：一種多功能連鑄水模型試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用于連鑄過程中鋼包、中間包、結(jié)晶器水模型研究，主要用于冶金科學(xué)研究領(lǐng)域相關(guān)科研單位、大專院校及生產(chǎn)企業(yè)的科研部門連鑄鋼包、中間包、結(jié)晶器流場水模擬研究過程的一種多功能連鑄水模型試驗裝置。
背景技術(shù)：
冶金連鑄過程是高溫流態(tài)鋼水轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)鋼坯的過程，連鑄過程鋼包、中間包、結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場、溫度場對鋼的質(zhì)量和生產(chǎn)連續(xù)性具有至關(guān)重要的作用。鋼包、中間包、結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場和溫度場通過計算機(jī)數(shù)值模擬和冷態(tài)水模型研究可獲得更深入的認(rèn)識，并不斷被優(yōu)化。水模型研究永遠(yuǎn)不能反映真實過程，只能通過相似理論依靠細(xì)節(jié)的相似無限接近真實過程，因此水模型研究過程完全仿真實際是關(guān)鍵因素。然而由于資金與技術(shù)的限制，目前科研院所模擬研究過程與實際還有一定差異。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種不但滿足連鑄過程鋼包水模型研究和結(jié)晶器水模型研究用裝置的單一功能，更主要通過系統(tǒng)組合和流量控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼包更換過程中間包流場的動態(tài)水模型研究和不同鋼包內(nèi)溫度或成分差異鋼水的中間包流場水模型研究的多功能連鑄水模型試驗裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種多功能連鑄水模型試驗裝置，該裝置包括支架、及安裝在所述支架上的水箱；其中，所述水箱由A水箱、B水箱和C水箱組成，所述A水箱、B水箱和C水箱通過三通相互聯(lián)通，所述三通上分別設(shè)有用于控制所述A水箱和所述C水箱之間聯(lián)通的AC水箱控制閥和分別設(shè)有用于控制所述B水箱和所述C水箱之間聯(lián)通的BC水箱控制閥；所述C水箱的底部設(shè)有C水箱出水口，所述C水箱出水口通過管路與所述模擬容器連接，所述模擬容器的底部設(shè)有模擬容器出水口，所述模擬容器出水口通過管路與通過集流管和水泵相接；所述水泵通過進(jìn)水管分別與所述A水箱和所述B水箱相連，所述進(jìn)水管分別設(shè)置有A水箱進(jìn)水控制閥和B水箱進(jìn)水控制閥。進(jìn)一步，所述A水箱的容積等于所述B水箱的容積。進(jìn)一步，所述C水箱出水口和所述模擬容器出水口均安裝有用于控制流量的流量控制裝置，流量控制裝置為塞棒或滑板。進(jìn)一步，所述C水箱內(nèi)設(shè)置有用于控制偏流的擋流板。進(jìn)一步，該裝置還包括加熱系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)包括熱水器，所述熱水器安裝在所述A水箱和B水箱的側(cè)壁上。其工作方式這樣的
1.利用本發(fā)明模擬研究鋼包內(nèi)鋼水流場，將模擬容器更換為鋼包模型，鋼包出水口由滑板控制鋼水流量。實驗開始前將鋼包出水口的滑板關(guān)閉，A、B、C水箱間三通上的AC水箱控制閥和BC水箱控制閥全部打開，使A、B、C水箱等同于一個連通的大水箱，水通過C水箱底部的出水口進(jìn)入鋼包，塞棒或滑板控制流量，當(dāng)鋼包內(nèi)達(dá)到一定水量后，停止向鋼包供水。實驗開始時開啟鋼包出水口上的滑板，控制水流量，水由鋼包流出，經(jīng)過集流管，由水泵抽回流入A水箱和B水箱。鋼包內(nèi)水位不斷下降，模擬研究鋼包內(nèi)鋼水流場。通過改變水的各種參數(shù)模擬研究不同情況下鋼包內(nèi)鋼水流場。模擬鋼包水口由滑板控制水流量，
2.利用本發(fā)明模擬研究中間包內(nèi)鋼水流場，將模擬容器更換為中間包模型，中間包底部的出水口由滑板控制水流量，A、B水箱分別模擬代表一個鋼包，BC水箱控制閥和A水箱進(jìn)水閥同步控 制，三通AC水箱控制閥和B水箱進(jìn)水閥同步控制，一組開啟同時另一組關(guān)閉。 當(dāng)A水箱注滿，BC水箱控制閥和A水箱進(jìn)水閥關(guān)閉，而AC水箱控制閥和B水箱進(jìn)水閥開啟， 模擬鋼包的出水口由滑板控制水流量。水由A水箱流入C水箱，經(jīng)鋼包的出水口流入中間包，由滑板控制水流量，再由中間包水口經(jīng)過集流管，由水泵抽回流入B水箱，將B水箱逐漸注滿。當(dāng)A水箱水位下降到一定水位后，AC水箱控制閥和B水箱進(jìn)水閥關(guān)閉。間隔一定時間，BC水箱控制閥和A水箱進(jìn)水閥開啟。水由B水箱流入C水箱，經(jīng)鋼包水口流入中間包， 再由中間包水口經(jīng)過集流管，由水泵抽回流入A水箱，將A水箱逐漸注滿。水連續(xù)往復(fù)流動， 模擬研究穩(wěn)定注流和鋼包換包過程中中間包內(nèi)鋼水流場。通過改變水的各種參數(shù)模擬研究不同情況下中間包內(nèi)鋼水流場。如果在A、B水箱上安裝熱水器，分別對水箱中水加熱至不同溫度，即模擬不同包號鋼水連續(xù)澆注過程。3.利用本發(fā)明模擬研究結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場，將模擬容器更換為結(jié)晶器模型，此時 C水箱的出水口模擬中間包水口，利用塞棒控制中間包水口流量。A、B、C水箱間的AC水箱控制閥和BC水箱控制閥全部打開，使A、B、C水箱等同于一個連通的大水箱，水通過C水箱的塞棒控制流量進(jìn)入結(jié)晶器，再通過結(jié)晶器出口流出，經(jīng)過集流管，由水泵抽回流入A水箱和B水箱。水連續(xù)往復(fù)流動，模擬研究結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場。通過改變水的各種參數(shù)模擬研究不同情況下結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場。本發(fā)明的優(yōu)點在于由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明將鋼包、中間包與結(jié)晶器水模型研究試驗裝置系統(tǒng)、有機(jī)組合，實現(xiàn)一套試驗裝置既可以滿足鋼包內(nèi)鋼水流場模擬研究的需要，又可以實現(xiàn)中間包內(nèi)鋼水流場模擬研究，而且也可以實現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場模擬研究，特別是模擬研究連鑄中鋼包換包過程及不同鋼包間的鋼水差異性，實現(xiàn)水箱系統(tǒng)用途多功能化。另外，在水模型研究過程實行循環(huán)供水，最大限度地節(jié)約各種資源。已知模型和實型設(shè)備中相應(yīng)變量的比例，就能夠通過水模型研究實際設(shè)備內(nèi)的鋼水流場，使研究結(jié)果與實際情況相似，且成本低廉。


圖1為本發(fā)明最佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
權(quán)利要求
1.一種多功能連鑄水模型試驗裝置，該裝置包括支架(1)、及安裝在所述支架(1)的水箱(2 )，其特征在于，所述水箱(2 )由A水箱(3 )、B水箱(4 )和C水箱(5 )組成，所述A水箱(3)、B水箱(4)和C水箱(5)通過三通(6)相互聯(lián)通，所述三通(6)上分別設(shè)有用于控制所述A水箱(3)和所述C水箱(5)之間聯(lián)通的AC控制閥(7)和分別設(shè)有用于控制所述B水箱(4)和所述C水箱(5)之間聯(lián)通的BC水箱控制閥(8);所述C水箱(5)的設(shè)有底部C水箱出水口(15)，所述C水箱出水口(15)通過管路與模擬容器(9)連接，所述模擬容器(9)的底部設(shè)有模擬容器出水口(16)，所述模擬容器出水口(16)通過管路與集流管(10)和水泵(11) 連接；所述水泵(11)通過進(jìn)水管(12)分別與所述A水箱(3)和所述B水箱(4)連接，所述進(jìn)水管(12)分別設(shè)置有A水箱進(jìn)水控制閥(13)和B水箱進(jìn)水控制閥(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能連鑄水模型試驗裝置，其特征在于，所述A水箱(3)的容積等于所述B水箱(4)的容積。
3.3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能連鑄水模型試驗裝置，其特征在于，所述C水箱出水口(15)和所述模擬容器出水口(16)均安裝有用于控制流量的流量控制裝置(17)，所述流量控制裝置(17)為塞棒或滑板。
4.4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能連鑄水模型試驗裝置，其特征在于，所述C水箱(5)內(nèi)設(shè)置有用于控制偏流的擋流板(18)。
5.5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述多功能連鑄水模型試驗裝置，其特征在于，該裝置還包括加熱系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)包括熱水器(19)，所述熱水器(19)安裝在所述A水箱(3)和B水箱(4)的側(cè)壁上。
全文摘要
本發(fā)明一種多功能連鑄水模型試驗裝置，該裝置包括支架、及安裝在支架上的水箱，水箱由A水箱、B水箱和C水箱組成；A水箱、B水箱和C水箱之間通過三通相互聯(lián)通，三通上AC水箱控制閥和BC水箱控制閥，C水箱通過底部出水口與下端設(shè)置模擬容器聯(lián)通，模擬容器底部設(shè)有出水口通過管路與集流管連接，集流管和水泵相接；水泵通過進(jìn)水管分別與A水箱和B水箱相連，進(jìn)水管分別設(shè)置有A水箱進(jìn)水控制閥和B水箱進(jìn)水控制閥。本發(fā)明的優(yōu)點在于該裝置滿足鋼包內(nèi)鋼水流場模擬研究的需要，又可以實現(xiàn)中間包內(nèi)鋼水流場模擬研究和實現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場模擬研究，特別是模擬研究連鑄中鋼包換包過程及不同鋼包間的鋼水差異性，實現(xiàn)水箱系統(tǒng)用途多功能化。
文檔編號G01M10/00GK102221447SQ20111007967
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者成澤偉, 王永勝, 程樹森 申請人:北京科技大學(xué)