一种浸入式水口堵塞程度评价装置及方法与流程

本发明涉及连铸技术领域，尤其涉及一种浸入式水口堵塞程度评价装置及方法。

背景技术：

连铸过程中，浸入式水口是连接中间包和结晶器的耐火材料套管，其作用极其关键。连铸含铝钢种时氧化铝夹杂物极易粘附于浸入式水口内壁，形成水口堵塞物，其危害表现在：(1)影响连续浇铸，提高生产成本；(2)水口堵塞物脱落危害轧板表面质量。对水口堵塞物定量评价有助于理解水口堵塞形成的原因，更好的控制炼钢过程工艺来消除水口堵塞的发生。

现有技术包括对水口出口开展拓印法研究、但其无法得到水口深层堵塞状况。现有技术还包括将水口浸入液体检测使用前后体积变化，但存在破坏堵塞物原貌的风险。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种浸入式水口堵塞程度评价装置及方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种浸入式水口堵塞程度评价装置，所述装置包括：底座，用于支撑水口，所述水口放置在所述底座上；固定支架，所述固定支架设置在所述底座上，与所述底座所在平面相垂直；夹具，所述夹具一端与所述固定支架连接，另一端与所述水口连接，用于固定所述水口，其中，所述夹具包括：第一夹具，所述第一夹具的一端与所述固定支架的上部连接，另一端与所述水口的上部连接；第二夹具，所述第二夹具的一端与所述固定支架的下部连接，另一端与所述水口的下部连接，所述水口的下部设置有水口出口；挡板，所述挡板与所述第二夹具连接，设置在所述第二夹具的两侧，与所述水口出口位置相匹配，用于堵住所述水口出口；填充颗粒，所述填充颗粒填充于所述水口内，其中，所述填充颗粒的粒径小于3mm。

优选的，所述填充颗粒为聚氯乙烯颗粒。

优选的，所述填充颗粒的粒径为0.5-3mm。

优选的，所述夹具包括：固定连接件，所述固定连接件一端与所述固定支架连接；夹头，所述夹头一端与所述固定连接件另一端连接，所述夹头的另一端与所述水口连接。

优选的，所述固定支架为钢结构支架。

第二方面，本发明实施例提供了一种浸入式水口堵塞程度评价方法，应用于所述装置中，所述方法包括：

步骤1：取未使用的水口，通过夹具夹持水口，使其保持与底座垂直；

步骤2：利用挡板堵住所述水口的出口处；

步骤3：加入密度已知的填充颗粒至所述水口中，使所述水口填满；

步骤4：将所述填充颗粒从所述水口中取出，并称量其重量为第一重量；

步骤5：取使用后的水口，冷却至室温后重复步骤1-4，并称其填充颗粒的第二重量，通过公式v＝(w1-w2)/ρ，计算得到水口堵塞物的体积，其中，w1为第一重量、w2为第二重量、ρ为填充颗粒密度、v为水口堵塞物的体积。

优选的，所述填充颗粒为聚氯乙烯颗粒。

优选的，所述聚氯乙烯颗粒的粒径为0.5-3mm。

优选的，所述水口堵塞物为碳质量分数0.001％-0.2％的铝脱氧或硅锰脱氧钢种。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例提供的一种浸入式水口堵塞程度评价装置，所述装置包括：底座、固定支架、夹具、挡板、填充颗粒，底座用于支撑水口，水口放置在底座上；固定支架设置在底座上，与底座所在平面相垂直；所述夹具一端与所述固定支架连接，另一端与所述水口连接，用于固定所述水口，其中，所述夹具包括：第一夹具，所述第一夹具的一端与所述固定支架的上部连接，另一端与所述水口的上部连接；第二夹具，所述第二夹具的一端与所述固定支架的下部连接，另一端与所述水口的下部连接，所述水口的下部设置有水口出口，对水口进行固定，并维持其与底座的垂直状态；所述挡板与所述第二夹具连接，设置在所述第二夹具的两侧，与所述水口出口位置相匹配，用于堵住所述水口出口，使得水口处于底部密封的状态；将填充颗粒填充于所述水口内，其中，所述填充颗粒的粒径小于3mm，该尺寸的填充颗粒可以填补水口内堵塞物空隙，从而确保填充颗粒可以填满整个水口，更为准确对水口内堵塞物体积进行表征。通过填充颗粒的体积计算从而对水口内堵塞物的体积大小进行了准确评价，达到了不破环水口堵塞物的基础上，对水口堵塞程度进行了准确计算，利用水口堵塞物体积与前道炼钢工序对应起来，可以更好的优化炼钢工艺，有助于理解水口堵塞形成的原因，更好的控制炼钢过程工艺来消除水口堵塞发生的技术效果。从而解决了现有技术中无法在不破坏水口堵塞物的基础上，快速确定水口堵塞程度的技术问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种浸入式水口堵塞程度评价装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种浸入式水口堵塞程度评价方法的流程示意图。

附图标记说明：底座1，固定支架2，夹具3，挡板4，填充颗粒5，水口6。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种浸入式水口堵塞程度评价装置，用于解决现有技术中无法在不破坏水口堵塞物的基础上，快速确定水口堵塞程度的技术问题。

本发明提供的技术方案总体思路如下：

底座，用于支撑水口，所述水口放置在所述底座上；固定支架，所述固定支架设置在所述底座上，与所述底座所在平面相垂直；夹具，所述夹具一端与所述固定支架连接，另一端与所述水口连接，用于固定所述水口，其中，所述夹具包括：第一夹具，所述第一夹具的一端与所述固定支架的上部连接，另一端与所述水口的上部连接；第二夹具，所述第二夹具的一端与所述固定支架的下部连接，另一端与所述水口的下部连接，所述水口的下部设置有水口出口；挡板，所述挡板与所述第二夹具连接，设置在所述第二夹具的两侧，与所述水口出口位置相匹配，用于堵住所述水口出口；填充颗粒，所述填充颗粒填充于所述水口内，其中，所述填充颗粒的粒径小于3mm。达到了不破环水口堵塞物的基础上，对水口堵塞程度进行了准确计算，利用水口堵塞物体积与前道炼钢工序对应起来，可以更好的优化炼钢工艺，有助于理解水口堵塞形成的原因，更好的控制炼钢过程工艺来消除水口堵塞发生的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例的一种浸入式水口堵塞程度评价装置的结构示意图，请参考图1，本发明实施例提供的一种浸入式水口堵塞程度评价装置，所述装置包括：底座1、固定支架2、夹具3、挡板4、填充颗粒5。

底座1用于支撑水口6，所述水口6放置在所述底座1上；所述固定支架2设置在所述底座1上，与所述底座1所在平面相垂直；所述夹具3一端与所述固定支架2连接，另一端与所述水口6连接，用于固定所述水口6，其中，所述夹具3包括：第一夹具，所述第一夹具的一端与所述固定支架2的上部连接，另一端与所述水口6的上部连接；第二夹具，所述第二夹具的一端与所述固定支架2的下部连接，另一端与所述水口6的下部连接，所述水口6的下部设置有水口出口；所述挡板4与所述第二夹具连接，设置在所述第二夹具的两侧，与所述水口出口位置相匹配，用于堵住所述水口出口；所述填充颗粒5填充于所述水口6内，其中，所述填充颗粒的粒径小于3mm。

具体而言，底座1用于对水口6进行支撑，将水口6垂直放置在底座1上，通过底座1上垂直设置的固定支架2对水口6进行支撑固定，利用固定支架2上水平安装的第一夹具、第二夹具，分别从水口6的上部、下部进行夹持固定，以确保水口6与底座1保持垂直的状态，并利用第二夹具上设置的挡板4将水口底部的水口出口堵住，使得水口6在本发明实施例的所述装置上处于底部密封的状态，将填充颗粒5加入水口6中，由于填充颗粒5的粒径足够小，可以填补水口内堵塞物的空隙处，直至填充颗粒5将水口6内部填充满为止，利用填充颗粒5的体积转化为堵塞物的体积进行计算，达到准确表征堵塞物体积的目的，从而获得水口堵塞物体积大小，达到了不破环水口堵塞物的基础上，对水口堵塞程度进行了准确计算，利用水口堵塞物体积与前道炼钢工序对应起来，可以更好的优化炼钢工艺的技术效果。从而解决了现有技术中无法在不破坏水口堵塞物的基础上，快速确定水口堵塞程度的技术问题。

进一步的，所述填充颗粒5为聚氯乙烯颗粒。

进一步的，所述填充颗粒5的粒径为0.5-3mm。

具体而言，本实施例中采用的填充颗粒5为统一粒径的聚氯乙烯颗粒，且，聚氯乙烯颗粒的标准粒径为0.5-3mm，且，密度为已知的，由于该尺寸的颗粒填充物可以充分填补铝脱氧钢或硅锰脱氧钢在水口产生的氧化铝类或硅酸盐类堵塞物空隙，达到准确表征堵塞物体积的技术目的。

进一步的，所述夹具3包括：固定连接件，所述固定连接件一端与所述固定支架连接；夹头，所述夹头一端与所述固定连接件另一端连接，所述夹头的另一端与所述水口6连接。

具体而言，夹具3一端为固定连接件与固定支架2进行固定连接，且，与底座1所在的水平面相平行，即与固定支架2处于垂直设置，通过固定支架2的固定保持夹具3的稳定性，夹具3的另一端为夹头，用来夹持水口6，通过夹头夹持住水口6确保其垂直于底座1并处于稳定的状态，以保证在通过填充颗粒5进行填充时，水口6的位置不会倾斜或者改变，使其评价堵塞物体积的数据更为准确。

进一步的，所述固定支架2为钢结构支架，具有结实耐用，稳定性高的特点，且成本较低。

实施例二

本发明实施例的一种浸入式水口堵塞程度评价方法，应用于实施例一中所述装置中，请参考图2，所述方法包括：

步骤1：取未使用的水口6，通过夹具3夹持水口6，使其保持与底座1垂直；

步骤2：利用挡板4堵住所述水口6的出口处；

步骤3：加入密度已知的填充颗粒5至所述水口6中，使所述水口6填满；

步骤4：将所述填充颗粒5从所述水口6中取出，并称量其重量为第一重量；

步骤5：取使用后的水口6，冷却至室温后重复步骤1-4，并称其填充颗粒5的第二重量，通过公式v＝(w1-w2)/ρ，计算得到水口堵塞物的体积，其中，w1为第一重量、w2为第二重量、ρ为填充颗粒密度、v为水口堵塞物的体积。

进一步的，所述填充颗粒5为聚氯乙烯颗粒。

进一步的，所述聚氯乙烯颗粒的粒径为0.5-3mm。

进一步的，所述水口堵塞物为碳质量分数0.001％-0.2％的铝脱氧或硅锰脱氧钢种。

具体而言，本实施例的方法主要应用于评价碳的质量分数为0.001％-0.2％的铝脱氧或硅锰脱氧钢种的水口堵塞，首先取未使用过的水口6通过填充颗粒5进行填充，测量其重量，记录为第一重量，然后取使用后的水口6重复同样的步骤1-4，利用已知密度的填充颗粒5填满水口6，将填充颗粒5取出进行重量测量，记录为第二重量，最后通过第一重量、第二重量、颗粒密度进行计算，得出堵塞物体积，即完成了利用足够粒径的填充颗粒5对水口6内堵塞物体积的转化表征，能够在不对堵塞物进行破坏的基础上，准确进行水口6中堵塞物体积的评测，解决现有技术中无法在不破坏水口堵塞物的基础上，快速确定水口堵塞程度的技术问题。并且利用计算出的水口堵塞物体积数据作为前道炼钢工序水平的评价指标，用于优化炼钢工艺，具有很高的指导意义，有助于理解水口堵塞形成的原因，更好的控制炼钢过程工艺来消除水口堵塞的发生。

为了更清楚的了解本发明实施例的一种浸入式水口堵塞程度评价方法，下面结合具体的实例进行说明。

一、取未使用水口6，将水口用夹具3夹持保持水口6与底座1垂直，用挡板4堵住水口出口，从水口6入口加入粒径为1mm的标准填充颗粒6(密度ρ＝1.38g/cm³)，填满水口6，将标准填充颗粒6取出，称量其重量w1＝5668g。在钢厂使用该水口浇铸4炉超低碳钢(碳含量0.0025％)铝脱氧钢后更换该水口，待水口6冷却至室温后，使用相同的方法填满水口，取出填充颗粒6，称量填充颗粒6重量为w2＝5432g,按照公式v＝(w1-w2)/ρ计算得到堵塞物体积为171.0cm3。

二、取未使用水口6，将水口用夹具3夹持保持水口6与底座1垂直，用挡板4堵住水口出口，从水口6入口加入粒径为1.5mm的标准填充颗粒6(密度ρ＝1.38g/cm³)，填满水口，将标准填充颗粒6取出，称量其重量w1＝5643g。在钢厂使用该水口浇铸11炉低碳铝脱氧钢后(碳含量0.04％)更换该水口6，待水口6冷却至室温后使用相同的方法将填充颗粒6填满水口6，取出填充颗粒6，称量填充颗粒6重量为w2＝5321g,按照公式v＝(w1-w2)/ρ计算得到堵塞物体积为233.3cm³。该数据可作为前道炼钢工序水平的评价指标，用于优化炼钢工艺。

三、取未使用水口6，将水口6用夹具3夹持保持水口6与底座1垂直，用挡板4堵住水口出口，从水口入口加入粒径为1mm的标准填充颗粒6(密度ρ＝1.38g/cm³)，填满水口，将标准填充颗粒6取出，称量其重量w1＝5662g。在钢厂使用该水口浇铸6炉中碳硅锰脱氧钢(碳含量0.18％)后更换该水口，待水口冷却至室温后，使用相同的方法将填充颗粒6填满水口6后，取出填充颗粒6，称量填充颗粒6重量为w2＝5621g,按照公式v＝(w1-w2)/ρ计算得到堵塞物体积为29.7cm³。该数据可作为前道炼钢工序水平的评价指标，用于优化炼钢工艺。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例提供的一种浸入式水口堵塞程度评价装置，所述装置包括：底座、固定支架、夹具、挡板、填充颗粒，底座用于支撑水口，水口放置在底座上；固定支架设置在底座上，与底座所在平面相垂直；所述夹具一端与所述固定支架连接，另一端与所述水口连接，用于固定所述水口，其中，所述夹具包括：第一夹具，所述第一夹具的一端与所述固定支架的上部连接，另一端与所述水口的上部连接；第二夹具，所述第二夹具的一端与所述固定支架的下部连接，另一端与所述水口的下部连接，所述水口的下部设置有水口出口，对水口进行固定，并维持其与底座的垂直状态；所述挡板与所述第二夹具连接，设置在所述第二夹具的两侧，与所述水口出口位置相匹配，用于堵住所述水口出口，使得水口处于底部密封的状态；将填充颗粒填充于所述水口内，其中，所述填充颗粒的粒径小于3mm，该尺寸的填充颗粒可以填补水口内堵塞物空隙，从而确保填充颗粒可以填满整个水口，更为准确对水口内堵塞物体积进行表征。通过填充颗粒的体积计算从而对水口内堵塞物的体积大小进行了准确评价，达到了不破环水口堵塞物的基础上，对水口堵塞程度进行了准确计算，利用水口堵塞物体积与前道炼钢工序对应起来，可以更好的优化炼钢工艺，有助于理解水口堵塞形成的原因，更好的控制炼钢过程工艺来消除水口堵塞发生的技术效果。从而解决了现有技术中无法在不破坏水口堵塞物的基础上，快速确定水口堵塞程度的技术问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。