7之间通过密封圈20进行密封连接；所述水冷结晶器8的进水口与外部的进水系统14相连通，水冷结晶器8的出水口与外部的出水系统15相连通；在所述水冷结晶器8上方竖直设置有第二升降杆16，在所述第四载物台6上安装有第二升降电机17 ;在所述第二升降杆16下端连接有热电偶18，所述热电偶18与加热电炉7炉腔相对应；所述第二升降杆16上端与第二升降电机17相连接，第二升降杆16通过第二升降电机17进行升降运动；所述第一升降电机12、第二升降电机17、振动电机13及热电偶18均通过数据线与外部的数据采集系统19相连接。
[0021]所述水冷结晶器8的振动振幅范围处于密封圈20的厚度范围内。
[0022]所述水冷结晶器8的振动振幅范围在I?20mm之间，振动振频范围在10?600次/分钟。
[0023]所述水冷结晶器8的筒壁倾斜角度可调。
[0024]所述第一升降杆11、第二升降杆16的升降速度范围在I?4.5m/min。
[0025]所述水冷结晶器8的筒壁形状、耐火材料层9的钢液腔形状为圆柱形或方柱形，从而可获得圆坯或方坯初始坯壳。
[0026]下面结合【附图说明】本发明的一次使用过程:
[0027]首先将调配好成分的钢种原料送入加热电炉7中，启动加热电炉7，使钢种原料在耐火材料层9内部的钢液腔中熔化成钢液21，然后在钢液21中添加入粉状保护渣22，待保护渣22也完全熔化后，通过第二升降电机17控制第二升降杆16下降，直到热电偶18伸入钢液21中，通过热电偶18测量钢液21的温度，当钢液21的温度达到设计要求后，再控制第二升降杆16上升，使热电偶18脱离钢液21，而钢液21的温度数据由数据采集系统19记录。
[0028]关闭加热电炉7，将水冷结晶器8与进水系统14、出水系统15相连通，使水冷结晶器8内接通循环水，同时启动振动电机13，通过振动电机13输出振动给水冷结晶器8，并控制好水冷结晶器8的振幅和振频，此时启动第一升降电机12，通过第一升降电机12控制第一升降杆11上升，在第一升降杆11上升过程中带动耐火材料挡板10向上移动，移动速度控制在1.5m/min。
[0029]当耐火材料挡板10向上运动到水冷结晶器8底端时，此时关闭第一升降电机12，第一升降杆11停止上升，振动电机13继续输出振动给水冷结晶器8，直到钢液21完全凝固。当凝固后的钢液21形成的坯壳完全冷却后，再将水冷结晶器8抬升一定高度，然后重新启动第一升降电机12，控制第一升降杆11继续上升，直到耐火材料挡板10高于密封圈20，此时关闭第一升降电机12，第一升降杆11停止上升。最后将第一升降杆11与耐火材料挡板10的固连处拆开，此时便可得到连铸初始坯壳和耐火材料挡板10。
[0030]实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
【主权项】
1.一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，其特征在于:包括基座、墙体、第一载物台、第二载物台、第三载物台、第四载物台、加热电炉及水冷结晶器，所述墙体竖直设置在基座上，所述第一载物台、第二载物台、第三载物台、第四载物台由下而上依次安装在墙体上；所述加热电炉安装在第二载物台上，在加热电炉内表面覆盖有可拆卸的耐火材料层，耐火材料层内部为钢液腔，在钢液腔底部设置有耐火材料挡板；在所述加热电炉下方竖直设置有第一升降杆，在所述第一载物台上安装有第一升降电机，所述第一升降杆上端穿过加热电炉底部与耐火材料挡板相固连，第一升降杆下端与第一升降电机相连接，第一升降杆通过第一升降电机进行升降运动；所述水冷结晶器安装在第三载物台上，在第三载物台上安装有振动电机，所述水冷结晶器与振动电机相连，振动电机输出振动并作用于水冷结晶器；所述水冷结晶器与加热电炉之间通过密封圈进行密封连接；所述水冷结晶器的进水口与外部的进水系统相连通，水冷结晶器的出水口与外部的出水系统相连通；在所述水冷结晶器上方竖直设置有第二升降杆，在所述第四载物台上安装有第二升降电机；在所述第二升降杆下端连接有热电偶，所述热电偶与加热电炉炉腔相对应；所述第二升降杆上端与第二升降电机相连接，第二升降杆通过第二升降电机进行升降运动；所述第一升降电机、第二升降电机、振动电机及热电偶均通过数据线与外部的数据采集系统相连接。2.根据权利要求1所述的一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，其特征在于:所述水冷结晶器的振动振幅范围处于密封圈的厚度范围内。3.根据权利要求1所述的一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，其特征在于:所述水冷结晶器的振动振幅范围在I?20mm之间，振动振频范围在10?600次/分钟。4.根据权利要求1所述的一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，其特征在于:所述水冷结晶器的筒壁倾斜角度可调。5.根据权利要求1所述的一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，其特征在于:所述第一升降杆、第二升降杆的升降速度范围在I?4.5m/min。6.根据权利要求1所述的一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，其特征在于:所述水冷结晶器的筒壁形状、耐火材料层9的钢液腔形状为圆柱形或方柱形。
【专利摘要】一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置，在加热电炉内表面覆盖有耐火材料层，耐火材料层内部为钢液腔，在钢液腔底部设有耐火材料挡板，第一升降杆穿过加热电炉底部与耐火材料挡板相固连；水冷结晶器位于加热电炉上部两者通过密封圈密封连接，第二升降杆竖直设置在水冷结晶器上方，其下端连接有热电偶。本发明具备了直接获得结晶器内初始凝固坯壳的能力，且通过挤压钢液作反向运动来模拟结晶器内初始凝固坯壳的凝固行为，可保证钢液面的稳定，其钢液面情况与实际现场连铸钢液面情况更加吻合；通过所获得的连铸坯初始凝固坯壳，再将宏观传热凝固与微观组织结合，进而可以设计更加合理的工艺参数，从而减少连铸坯质量缺陷的产生。
【IPC分类】B22D11/16
【公开号】CN105014035
【申请号】CN201510495656
【发明人】孟祥宁, 朱苗勇, 左晓静, 汪宁, 杨杰
【申请人】东北大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月12日