专利名称：一种板坯连铸机扇形段二次辅助冷却用活动喷淋架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金领域，具体地，本实用新型涉及一种板坯热轧连铸机的 冷却装置，更具体地，本实用新型涉及一种作为板坯热轧连铸机扇形段的二次辅 助冷却(二冷)用活动喷淋架。所述活动喷淋架能使在二冷区域扇形段，尤其是在 铸坯凝固前期的扇形段二冷喷嘴具有在线冷却范围的自动调整能力。
背景技术：
当前立弯式板坯连铸机的弧形段区域的二冷喷淋系统通常由单排8 11个喷 嘴组成，这种常规的喷淋系统因为喷嘴太多，而且每一排喷嘴都需要独立的供气、 供水系统，为此，使得这种独立供应的组成形式直接造成二冷管路的设备庞大而 复杂。
由于当前板坯连铸机的宽度规格切换频繁，上述这种复杂、多喷嘴的喷淋系 统难以满足当前板坯连铸机的频繁宽度规格切换的要求。根据下游热轧的订单需 求，当铸机的浇铸宽度由大变小时，当前的常规喷淋系统只有通过关闭边部的局 部喷嘴来确保幅切的精度。然而喷嘴的离散布置与铸坯宽度大范围调整难以确保 两者之间的良好匹配，造成幅切的精度超差。幅切精度难以保证是造成板坯角裂、
1/4区裂纹等缺陷的主要原因之一，严重影响了产品的成才率。
对此，中国专利"CN200960545"公开的一种利用一对推进装置控制的活动喷 淋装置，该装置能在一定程度上调整喷嘴与铸坯之间的距离、角度等工艺参数， 但是该装置仅局限于方坯与圆坯连铸，而无法在板坯上进行工业化使用。
美国专利"US4256168A"公开了一种利用双连杆与丝杠滑块相结合的喷嘴调 整装置，该装置能根据铸坯规格适当调整喷嘴与板坯之间的距离与喷淋范围，能 合理控制铸坯的喷淋幅切宽度。然而，该装置必须在铸机扇形段的侧面额外安装 一套机械式的手动执行机构，该机构对于连铸机实际生产的紧凑布置要求来说显 得十分困难。同时，工人必须在铸机规格切换时转入铸机进行手动调节，调节幅 度难以精确把握。从而，使得该发明还无法完全满足当前高度自动化的连铸生产的工艺要求。
为确保作为板坯热轧连铸机扇形段二冷喷嘴的喷淋宽度与铸坯宽度之间实现 良好的匹配，二冷喷嘴的高度、宽度调整必须能在线实时根据铸坯浇铸规格进行 快速的自动切换，且要求能良好的保证幅切精度不超差，以改善二冷的冷却效果。
实用新型内容
为克服上述缺点，本实用新型提供了 一种作为板坯热轧连铸机扇形段的二次 辅助冷却(二冷)用活动喷淋架。所述活动喷淋架能使在二冷区域扇形段，尤其是 在铸坯凝固前期的扇形段二冷喷嘴具有在线冷却范围的自动调整能力，即能在线 实时的根据铸坯浇铸规格进行快速的自动切换冷却喷淋范围，且要求能良好的保 证幅切精度不超差，以改善二冷的冷却效果。
为达到上述目的，即为实现二冷喷嘴的喷淋宽度在线自动调整，本实用新型 的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架的技术方案如下。
一种板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，包括喷嘴，用 于支撑喷嘴的中间臂和斜臂及连接喷嘴的液压缸，其特征在于，
喷嘴设置三路， 一路喷嘴支撑于中间臂上，另二路喷嘴分别支撑于与中间臂 滑动连接的二斜臂上，所述喷淋架还包括
分别设置于上述中间臂上的第一直臂滑块和设置于斜臂上的斜滑块，所述滑 块可沿壁滑动，
分别与液压缸连接的供油系统及连铸中控控制系统，
套设于斜臂上、位于滑块上方的弹簧，
套设于中间臂上、分别位于滑块上方及下方的弹簧，
与液压缸底部的活塞杆连接的压头，
与液压缸信号连接的传感器。
根据本实用新型，即将二冷喷嘴改为单排三路喷嘴，且三路喷嘴分别安装于 喷淋架上，通过传感器的检测结果与中控二冷系统的冷却要求，及在线调整自动 伸縮装置中的液压缸伸縮量，达到单排三路喷嘴的喷淋宽度的实施调整能力，确 保喷淋宽度与铸坯宽度之间达到良好匹配，实现幅切精度的良好控制。
另外，在所述液压缸7顶部的位移传感器22的测试量程能覆盖液压缸的整个 行程量，同时传感器22的检测精度高于毫米级，在所述喷淋装置中的所有弹簧4、 l-l以及1-2在安装时均为压縮状态，以确保所有压块在稳定喷淋期间能保持良好的稳定性，在所述喷淋装置中的斜滑块3、第一直臂滑块2-l与斜臂6、中间臂
1之间的润滑状态必须保持良好。
本实用新型的二次辅助冷却用活动喷淋架运用于连铸机出结晶器后的弧形二 冷区。
根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其 特征在于，在所述喷淋装置中，斜滑块与直臂滑块通过两个连杆进行铰支连接。 根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其
特征在于，在所述喷淋装置中，液压缸7底部的活塞杆与压头刚性连接。
根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其 特征在于，在所述喷淋装置中，设置液压缸支撑台及其支撑肋。
由此，在所述液压缸支撑台11在固定液压缸7时，可确保液压缸7以及活塞 杆23能保持稳定直立状态，确保活塞杆23在上下运行过程中不会因为偏斜而造 成压头与中间臂l卡死。
根据本实用新型，在大大简化二冷设备系统的同时，大大提高了喷淋宽度与 铸坯宽度之间的匹配能力，能有效降低铸坯因为冷却不合理造成的一系列铸坯缺 陷。
根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其 特征在于，在所述喷淋装置中，所有的装置包括弹簧、滑块、臂等均需采用耐酸 腐蚀优质不锈钢材质。
由此，使得本实用新型的二次辅助冷却用活动喷淋架能抵抗热变形。
根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其 特征在于，在所述喷淋装置中，除喷淋总管与喷嘴以外，所有的装置包括弹簧、 滑块、臂等均施以外加水汽密封。
由此，避免因为连铸蒸汽的侵入而导致装置过早失效。
根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其 特征在于，第一直臂滑块2-1上升滑程Ll〉第二直臂滑块2-2上升滑程L2。
使所述第一直臂滑块2-1的上下两个弹簧1-1与1-2的弹簧刚度不一致，弹 簧1-2的刚度低于弹簧1-1的刚度，由此，确保中间喷嘴的高度与斜臂上支撑的 喷嘴高度匹配。
根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其 特征在于，所述两边斜臂与中间臂之间的夹角与喷嘴的喷射角度范围匹配，设置在45 60度的范围。
由此，确保斜滑块3在倾斜上升一定行程时的喷淋范围能与中间臂的喷嘴21 形成良好匹配。
根据本实用新型的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，其 特征在于，在所述喷淋装置中，三路喷嘴分别通过喷淋水支管支撑于中间臂和二 斜臂上。
根据本实用新型，这种新型的活动喷淋架能根据板坯连铸机的铸坯宽度规格 要求进行在线调整，在确保铸坯幅切精度的同时，能很好的对额定宽度的铸坯表 面进行覆盖式喷淋冷却。这种新型活动喷淋架可通过顶升液压缸顶部的位移传感 器以及中控二冷控制系统能实施在线灵活的冷却能力范围、二冷水量以及气量的 在线调整，达到二冷系统能根据产品规格切换喷淋冷却范围，实现快速的匹配式 调整，大大降低二冷设备系统的复杂程度的同时，确保高效、准确二冷喷淋能力， 能有效提高铸坯因为二冷冷却能力的匹配问题造成的铸坯质量。
附图的简单说明
图1A， B分别为本实用新型的二次辅助冷却用活动喷淋架的工作原理图。 图2A， B分别为所述二次辅助冷却用活动喷淋装置的中间臂及喷淋支撑架的 分解图。
图3为上述喷淋支撑架的装配图。
图4A， B分别为上述喷淋支撑架与液压缸的立体示意图。
i 5为板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架活动喷淋系统的
总装配系统。
图6为所述活动喷淋系统在喷淋窄铸坯时的三维视图。 图7为所述活动喷淋系统在喷淋宽铸坯时的三维视图。
图中，l为中间臂，1-1、卜2分别为位于第一直臂滑块2-l上方及下方的弹 簧，2 — 1为中间臂上的第一直臂滑块，3为斜臂6上的斜滑块，4为斜臂上的弹 簧，5为支撑架，6为斜臂，7为液压缸，8为连杆，9为喷淋架台，IO为喷淋架 座，ll为液压缸支撑台，12为支撑肋，13为压头，14为位移信号线，15为卸油 管，16为供油管，17为供油系统，18为连铸中控控制系统，19、 20分别为喷淋 水支管，21为喷嘴，22为传感器，23为液压缸活塞杆，24为铸坯，25为二冷外接软管，26为喷淋水总管。
具体实施方式
以下，参照附图，具体说明本实用新型的活动喷淋装置。 实施例1
本实用新型的活动喷淋装置原理如图l所示，主要包括斜臂6、滑块3、连 杆8、液压缸7、喷嘴21等组成；如图2 图6所示，实际结构必须包括供油 系统17、连铸中控控制系统18、液压缸7、中间臂l、斜臂6、弹簧4、卜l、 l-2、 斜滑块3、第一直臂滑块2-1、供油管16、卸油管15、压头13、液压缸支撑台11、 支撑肋12、传感器22、位移信号线14等。其中斜滑块3与第一直臂滑块2-l通 过两个连杆8进行铰支连接，实现直臂滑块3的上下运动能及时带动斜滑块3 — 块上下移动；液压缸7底部的活塞杆23与压头13刚性连接，当活塞杆23发生上 下移动时带动压头13上下移动。
本实用新型结构的动作形式可参见图2 图6。
喷淋嘴的实时宽度调节过程是通过如下方式实现首先，当铸机在浇铸某一 宽度下的铸坯24时，液压缸7在连铸中控控制系统18的锁定程序下，通过供油
系统17锁定液压缸7活塞杆23的位置固定，活塞杆23因为与压头13的刚性连 接，造成压头13的位置锁定在中间臂1的规定的高度上。此时，压头13通过两 个压紧弹簧1-1与1-2将第一直臂滑块2-1牢牢固定在中间臂1的某个高度上， 同时中间臂1通过两个连杆8将两个斜滑块3固定在斜臂6的额定高度上，从而 良好的控制了喷嘴21的高度与宽度，实现了喷嘴21在一定宽度上的稳定喷淋能 力。
当铸机进行铸坯24的规格切换时，例如当铸坯24的宽度增大时，连铸中控 控制系统18立刻根据改变后的铸坯24的宽度水平，计算出幅切宽度与合理的喷 淋宽度，立刻向供油系统17发出引锭进给量的进油指令。
此时，供油系统17在该指令下立刻通过进油管16向液压缸7供油，同时打 开卸油阀门，让液压缸7内部的无杆腔液压油能及时的通过卸油管15向供油系统 17卸油。
在这个供给油过程中，活塞杆23上升，这种上升过程通过刚性连接带动压头 13—起同步上升。压头13冈为与直臂滑块2-l之间采用压紧弹簧1-2连接，同时第一直臂滑块2-1的上端面与支撑架5的顶面采用另外一个压紧弹簧1-1连接。
由于两个弹簧1-1与1-2的弹簧刚度不一致，因此当压头13发生一定上升滑程 Ll时，第一直臂滑块2-1立刻产生与弹簧1-1、 1-2弹簧刚度相关的上升滑程L2， 同时，第一直臂滑块2-1在上升过程中通过两个连杆8带动斜滑块3在斜臂6上 上升滑动。三路滑块3、 6的上升动作立刻带动喷淋总管19以及喷嘴21进行相应 的增宽、增高动作。同时连铸中控控制系统18还会适当的增大喷淋总管19的通 水、通气量，确保喷嘴21的喷淋宽度增大后单位面积的喷淋能力不会降低。由此， 实现喷嘴21的喷淋能力能实时随铸坯24规格的切换而实现在线匹配性调整，确
保冷却能力满足工艺要求。
在这个上升滑动过程中，液压缸7顶部的位移传感器22在一定频率下对液压 缸7内部的活塞进行位移检测，确保活塞杆23的上升高度达到连铸中控控制系统 18的指令要求。当活塞杆23的高度达到连铸中控控制系统18的指令要求时，连 铸中控控制系统18通过传感器22与供油系统17形成闭环自锁，将液压缸8活塞 杆23的高度保持在这种水平上，保持稳定喷淋。
本实用新型通过合理的连杆顶升结构，可实现喷嘴的喷淋宽度在铸坯宽度方 向的实时、在线可调，在保证良好的幅切精度同时，大大减少了喷淋管路系统的 复杂程度，且能在一定程度上节约二冷水量。使用本实用新型装置能灵活控制二 冷喷淋系统的喷淋效果，实现铸坯表面的合理喷淋冷却工艺，能显著降低铸坯因 为二冷工艺的不匹配造成的产品缺陷。
权利要求1. 一种板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架，包括喷嘴，用于支撑喷嘴的中间臂和斜臂及连接喷嘴的液压缸，其特征在于，喷嘴(21)设置三路，一路喷嘴支撑于中间臂(1)上，另二路喷嘴分别支撑于与中间臂(1)滑动连接的二斜臂(6)上，所述喷淋架还包括分别设置于上述中间臂(1)上的第一直臂滑块(2-1)和设置于斜臂(6)上的斜滑块(3)，所述滑块可沿壁滑动，分别与液压缸(7)连接的供油系统(17)及连铸中控控制系统(18)，套设于斜臂(6)上、位于滑块(3)上方的弹簧(4)，套设于中间臂(1)上、分别位于第一直臂滑块(2-1)上方及下方的弹簧(1-1、1-2)，与液压缸(7)底部的活塞杆(23)连接的压头(13)，与液压缸信号连接的传感器(22)。
2. 如权利要求1所述的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋 架，其特征在于，在所述喷淋装置中，斜滑块(3)与第一直臂滑块(2-l)通过两个 连杆(8)进行铰支连接。
3. 如权利要求1所述的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋 架，其特征在于，在所述喷淋装置中，液压缸(7)底部的活塞杆(23)与压头(13) 刚性连接。
4. 如权利要求1所述的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋 架，其特征在于，在所述喷淋装置中，设置液压缸支撑台(11)及其支撑肋(12)。
5. 如权利要求1所述的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋 架，其特征在于，在所述喷淋装置中，除喷淋总管(19)与喷嘴(21)以外，其余部件，包括弹簧、滑块、臂均施以外加水汽密封。
6. 如权利要求1所述的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋 架，其特征在于，第一直臂滑块(2-l)的上升滑程Ll〉第二直臂滑块(2-2)的上升 滑程L2。
7. 如权利要求1所述的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋 架，其特征在于，所述两边斜臂(6)与中间臂(1)之间的夹角与喷嘴(21)的喷射角 度范围匹配，设置在45 60度范围。
8. 如权利要求1所述的板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋 架，其特征在于，在所述喷淋装置中，三路喷嘴分别通过喷淋水支管支撑于中间 臂(1)和二斜臂(6)上。
专利摘要本实用新型提供了一种作为板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架。所述活动喷淋架能使在二冷区域扇形段，尤其是在铸坯凝固前期的扇形段二冷喷嘴具有在线冷却范围的自动调整能力。本实用新型通过合理的连杆顶升结构，可实现喷嘴的喷淋宽度在铸坯宽度方向的实时、在线可调，即，二冷喷嘴的高度、宽度能在线实时根据铸坯浇铸规格进行快速的自动切换，在保证良好的幅切精度同时，大大减少了喷淋管路系统的复杂程度，且能在一定程度上节约二冷水量。使用本实用新型装置能灵活控制、改善二冷喷淋系统的喷淋效果，实现铸坯表面的合理喷淋冷却工艺，能显著降低铸坯因为二冷工艺的不匹配造成的缺陷。
文档编号B22D11/124GK201283419SQ20082015323
公开日2009年8月5日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者永 周, 张永杰, 段明南 申请人:宝山钢铁股份有限公司