АППАРАТ ОХЛАЖДАЮЩИЙ И СЕГМЕНТ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ, СНАБЖЕННОЙ ДАННЫМ АППАРАТОМ
COOLING DEVICE AND SEGMENT OF CONTINUOUS CASTING PLANT EQUIPPED WITH SAID DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к охлаждающему аппарату и сегменту установки непрерывной разливки, снабженной данным аппаратом, и, более конкретно, к охлаждающему аппарату, который обеспечивает эффективное охлаждение ленты в зависимости от изменения ширины ленты при выполнении непрерывной разливки, и сегменту установки непрерывной разливки, снабженной таким аппаратом.
Уровень техники
Обычно при процессе непрерывной разливки расплавленная сталь непрерывно нагнетается в изложницу, имеющую заданную форму, и затем ручей, который наполовину коагулировал в изложнице, непрерывно вытягивается вниз из изложницы для изготовления полуфабрикатных изделий, имеющих различные формы, таких как слябы, блюмы и слитки.
Далее со ссылками на фиг. 1 приводится описание схематической конфигурации обычного аппарата непрерывной разливки, в котором выполняется вышеописанный процесс непрерывной разливки, и сегмента, устанавливаемого в установке непрерывной разливки.
Обычная установка непрерывной разливки включает ковш 10, в который расплавленная сталь, рафинированная посредством процесса изготовления стали, поступает в разливочное устройство 20, принимающее расплавленную сталь через литьевое сопло, связанное с ковшом 10, для временного хранения расплавленной стали, изложницу 30, принимающую расплавленную сталь, временно хранящуюся в разливочном устройстве 20, для первоначальной коагуляции принятой расплавленной стали с приданием ей заданной формы, и линию охлаждения 40, расположенную ниже изложницы 30 таким образом, чтобы множество сегментов 50 последовательно размещено на линии охлаждения 40 для проведения последовательности формовочных операций во время процесса охлаждения на не прошедшего коагуляцию ручья S. В данном случае каждый сегмент 50 включает множество стяжных стержней (не показанных на фигуре), вертикально соединяющих верхнюю и нижнюю рамы, которые разнесены в пространстве в вертикальном направлении так, чтобы множество роликов, которые установлены на соответствующих верхней и нижней рамах, располагались напротив друг друга, множество гидравлических цилиндров 55, использующих стяжные стержни в качестве поршней, для регулировки расстояния между верхней рамой 51 и нижней рамой 53, таким образом прикладывая усилие прокатки к ручью S и охлаждающийся аппарат (не показанный на фигуре), расположенный в верхней и нижней рамах 51 и 53 для охлаждения ручья S.
Ручей S, проходящий через изложницу 30, может обжиматься множеством роликов 52 и 54 при прохождении через пространство между верхней и нижней рамами 51 и 53 и ему может придаваться требуемая форма. Охлаждающий аппарат должен поддерживать одинаковый уровень охлаждения вне зависимости от изменения ширины ручья S от малой до большой величины и реагировать на изменение ширины ручья S. Таким образом, для обеспечения вышеописанных требований, как показано на фиг. 2, в поперечном направлении ручья S установлено множество форсунок 56a и 56b для охлаждения ручья S при открытии/закрытии части форсунок, например форсунки 56b, расположенной на краю ручья S в поперечном направлении ручья S. Однако в вышеописанном способе из-за увеличения числа форсунок такое оборудование, как трубопровод, может иметь сложную конструкцию и, следовательно, усложняется обслуживание охлаждающего аппарата. В связи с этим был предложен способ, в котором хладагент распыляется форсункой с широким углом распыления, которая перемещается по ширине ручья. Однако в данном способе, поскольку приводной модуль для перемещения форсунки располагается рядом с ручьем S, приводной модуль изнашивается или часто выходит из строя из-за тепла, исходящего от ручья S и влажности, создаваемой хладагентом.
Таким образом, для ограничения повреждения из-за тепла и влажности был предложен способ, в котором приводной модуль расположен снаружи сегмента. Однако в данном способе, поскольку расстояние между форсункой и приводным модулем увеличивается, может оказаться затруднительным точное управление перемещением форсунки. Кроме того, поскольку увеличивается длина форсунки, форсунка может раскачиваться под действием хладагента и легко может быть повреждена.
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении разработан охлаждающий аппарат, который обеспечивает простую регулировку зоны распыления хладагента в зависимости от изменения ширины ручья, и сегмент установки непрерывной разливки, снабженной таким аппаратом.
В настоящем изобретении разработан охлаждающий аппарат, обеспечивающий точное и устойчивое управление, и сегмент установки непрерывной разливки, снабженной данным аппаратом.
В настоящем изобретении разработан охлаждающий аппарат, обладающий повышенной долговечностью, и сегмент установки непрерывной разливки, снабженной данным аппаратом.
В настоящем изобретении разработан охлаждающий аппарат, отличающийся производительностью и долговечностью, и сегмент установки непрерывной разливки, снабженной данным аппаратом.
Охлаждающий аппарат в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения включает: приводной модуль, обеспечивающий вращательное усилие, распыляющие хладагент модули, расположенные с обеих соответствующих сторон приводного модуля, каждый распыляющий хладагент модуль имеет по меньшей мере одну форсунку, через которую распыляется хладагент, и перемещающий модуль, расположенный между приводным модулем и распыляющим хладагент модулем для симметричного перемещения распыляющих хладагент модулей.
Распыляющий хладагент модуль может включать: головку, в которой определен канал; и множество форсунок, разнесенных в пространстве на головке, сообщающихся с данным каналом.
Перемещающий модуль может перемещать распыляющий хладагент модуль в вертикальном и горизонтальном направлении и может включать: поворотный вал, соединенный с приводным модулем; стержень, одна сторона которого соединена с распыляющим хладагент модулем, расположенный наклонно; и преобразующий перемещение модуль, расположенный между поворотным валом и стержнем для преобразования вращательного перемещения в поступательное перемещение, обеспечивая за счет этого перемещение стержня.
Поворотный вал и преобразующий перемещение модуль могут образовывать червячную передачу, а преобразующий перемещение модуль и стержень могут образовывать реечную передачу.
Перемещающий модуль может размещаться в кожухе и крепиться к приводному модулю и распыляющему хладагент модулю.
Может быть установлен стержень, на другой стороне которого расположен полый направляющий элемент, внутреннее пространство которого обеспечивает прохождение стержня, причем направляющий элемент закреплен на кожухе.
Приводной модуль может включать серводвигатель.
Сегмент установки непрерывной разливки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения включает: верхнюю и нижнюю рамы, разнесенные в пространстве по вертикали; множество роликов, установленных на соответствующих верхней и нижней рамах, причем множество роликов размещено в поперечном направлении ручья; охлаждающий аппарат, распыляющий хладагент между верхней и нижней рамой; распыляющие хладагент модули, расположенные на соответствующих обеих сторонах приводного модуля, причем каждый распыляющий хладагент модуль имеет по меньшей мере одну форсунку, через которую распыляется хладагент; и перемещающий модуль, расположенный между приводным модулем и распыляющим хладагент модулем для симметричного перемещения распыляющих хладагент модулей.
Распыляющий хладагент модуль, в котором имеется канал, может включать: головку, расположенную в продольном направлении ручья; и множество форсунок, разнесенных в пространстве на головке, сообщающихся с данным каналом.
Перемещающий модуль может обеспечивать возвратно-поступательное перемещение распыляющего хладагент модуля в поперечном и вертикальном направлении ручья.
Перемещающий модуль может включать: поворотный вал, соединенный с приводным модулем; стержень, одна сторона которого соединена с распыляющим хладагент модулем, расположенный с наклоном внутрь сегмента; и преобразующий перемещение модуль, расположенный между поворотным валом и стержнем для преобразования вращательного перемещения поворотного вала в поступательное перемещение стержня по диагонали.
Приводной модуль может включать серводвигатель.
Охлаждающий аппарат и сегмент установки непрерывной разливки, имеющей охлаждающий аппарат согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, могут обеспечивать простое управление зоной распыления хладагента в зависимости от изменения ширины непрерывно разливаемой полосы. Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения при помощи одного приводного модуля обеспечивается получение двухсторонней и симметрично распределенной зоны распыления хладагента. Кроме того, оборудование может иметь малые размеры и повышенное удобство эксплуатации, что повышает эффективность процесса и производительность и снижает производственные и эксплуатационные затраты.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - конфигурация и сегмент традиционной установки непрерывной разливки.
Фиг. 2 - пример использования охлаждающего аппарата, расположенного в сегменте, показанном на фиг. 1.
Фиг. 3 - структура сегмента установки непрерывной разливки по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - пространственный вид охлаждающего аппарата, показанного на фиг. 3.
Фиг. 5 - вид спереди охлаждающего аппарата, показанного на фиг. 4.
Фиг. 6 и 7 - виды, иллюстрирующие состояние, в котором охлаждающий аппарат применяется в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Далее приводится более подробное описание примеров осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. При этом настоящее изобретение может быть осуществлено в различных формах и не ограничивается вариантами осуществления, изложенными в данном документе. Эти варианты осуществления изобретения приводятся в целях более тщательного и полного описания и в полной мере передают объем настоящего изобретения для специалистов в данной области техники.
Далее приводится описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Сначала, для разъяснения устройства направляющего ролика в соответствии с вариантом осуществления изобретения приводится описание устройства традиционной установки непрерывной разливки.
Фиг. 3 представляет собой иллюстрацию структуры сегмента установки непрерывной разливки по одному варианту осуществления настоящего изобретения, а фиг. 4 и 5 демонстрируют пространственный вид и вид спереди охлаждающего аппарата, показанного на фиг. 3.
Как показано на фиг. 3, сегмент включает верхнюю деталь крепления ролика и нижнюю деталь крепления ролика. Сегмент включает верхнюю раму 100 и нижнюю раму 102, которые вертикально разнесены в пространстве, множество поперечных пластин 110, расположенных в верхних и нижних рамах 100 и 102 установки множества роликов, соответственным образом расположенных в поперечном направлении ручья S, и охлаждающий аппарат, распыляющий хладагент между множеством роликов 120 и 122. Кроме того, сегмент включает стяжной стержень 140, через который верхняя рама 100 и нижняя рама 102 вертикально скреплены друг с другом в положении, в котором верхняя рама 100 смещена относительно нижней рамы, и гидравлический цилиндр 130, регулирующий расстояние между верхней рамой 100 и нижней рамой 102, для приложения давления к ручью S.
Охлаждающий аппарат может быть расположен на верхнем центральном участке верхней рамы 100 и нижней рамы 102, то есть на каждой из поперечных пластин 10, для распыления хладагента на ручей S, перемещаемый между верхней рамой 100 и нижней рамой 102.
Как показано на фиг. 4 и 5, охлаждающий аппарат включает приводной модуль 210, создающий вращающее усилие на каждой поперечной пластине 110, первые и вторые распыляющие хладагент модули 220 и 220′, расположенные с обеих сторон приводного модуля 110, каждый из которых включает по меньшей мере одну форсунку 224, через которую распыляется хладагент, первые и вторые перемещающие модули, соответственно соединяющие первые и вторые распыляющие хладагент модули 220 и 220′ с приводным модулем 210, для возвратно-поступательного перемещения первого и второго распыляющего хладагент модулей 220 и 220′ в диагональном направлении, и блок управления, управляющий функционированием приводного модуля 210.
Отверстие для впрыска хладагента, через которое подается хладагент, может быть определено и в первом, и во втором распыляющих хладагент модулях 220 и 220′. И первый, и второй распыляющие хладагент модули 220 и 220′ включают головку 222, имеющую канал, через который течет хладагент, и множество форсунок 224, сообщающихся с каналом и разнесенных в пространстве на головке 222 в продольном направлении ручья S. Множество форсунок 224 может быть связано с головкой для распыления хладагента в продольном направлении ручья S в пределах сегмента. Кроме того, во множестве форсунок 224 форсунка 224, расположенная в верхней раме 100, может идти вниз для распыления хладагента вниз, а форсунка 224, расположенная в нижней раме 102 может идти вверх, для распыления хладагента вверх. Таким образом, множество форсунок 224 может распылять хладагент на ручей S, проходящий между верхней рамой 100 и нижней рамой 102. В данном случае каждая форсунка 224 может иметь форму щели, обеспечивающей определение зоны распыления хладагента в поперечном направлении ручья S. Аналогичным образом, поскольку множество форсунок 224 сообщаются с каналом, определенным в головке 222, такое оборудование, как трубопровод для подачи хладагента, может иметь простую конструкцию по сравнению с обычной конструкцией, в которой хладагент поставляется в каждую из множества форсунок 224.
В качестве приводного модуля 210 могут использоваться различные виды двигателей, такие как электродвигатель постоянного тока, шаговый электродвигатель и серводвигатель переменного тока, которые обеспечивают вращение поворотных валов 232. В частности, когда в качестве приводного модуля 210 используется серводвигатель переменного тока, обеспечивается тонкая настройка оборотов приводного модуля 210 и, следовательно, точное управление расстояниями перемещения распыляющих хладагенты модулей 220 и 220′. Согласно настоящему изобретению один приводной модуль 210, который обеспечивает тонкую настройку оборотов, может использоваться управления расстоянием перемещения каждой пары распыляющих хладагенты модулей 220 и 220′, которые симметрично соединены с приводным модулем 210. Таким образом, пара распыляющих хладагенты модулей 220 и 220′ может симметрично перемещаться на одинаковое расстояние одним приводным модулем 210. Кроме того, так как приводной модуль 210 расположен в сегменте, трубопровод для подачи хладагента в распыляющие хладагент модули 220 и 220′ может иметь меньшую длину. Таким образом, обеспечивается упрощение конструкции оборудования и снижение объема пространства установки приводного модуля 210.
Первый и второй перемещающие модули включают поворотный вал 232, связанный в приводным модулем 210, стержень 236, связанный с головкой, и преобразующий перемещение модуль, расположенный между поворотным валом 232 и стержнем 236. Первый и второй перемещающие модули 230 размещены в кожухе 240, имеющем внутренний объем и жестко связанным с приводным модулем 210 и первым и вторым распыляющими хладагент модулями 220 и 220′.
Поворотный вал 232 может быть связан с приводным модулем 210 в горизонтальном направлении. Вдоль внешней периферической поверхности поворотного вала 232 сформирована винтовая поверхность. В данном случае винтовые поверхности могут быть сформированы на поворотных валах, связанных с первым и вторым приводными модулями 210, в противоположных направлениях для симметричного перемещения первого и второго распыляющих хладагент модулей 220 и 220′. То есть, так как первый и второй распыляющие хладагент модули 220 и 220′ перемещаются при помощи одного приводного модуля 210, винтовые поверхности могут быть сформированы на поворотных валах 232, связанных с приводном модулем 210, в противоположных направлениях, для симметричного перемещения первого и второго распыляющих хладагент модулей 220 и 220′, расположенных друг напротив друга.
Стержень 236 может располагаться на той же линии в вертикальном направлении, что и поворотный вал 232, и одна его сторона может соединяться с головкой 222. Кроме того, стержень 236 может быть установлен таким образом, что другая сторона стержня 236 наклонена в сторону центрального участка сегмента в состоянии, когда стержень 236 скреплен с головкой. Для обеспечения надежной поддержки распыляющих хладагент модулей 220 и 220′ с головкой может быть связано множество стержней 236. На внешней периферической поверхности стержня 236 вдоль продольного направления сформирована зубчатая поверхность.
Преобразующий перемещение модуль может иметь кольцевую форму. Преобразующий перемещение модуль включает зубчатые колеса 234, находящиеся в зацеплении с винтовой поверхностью поворотного вала 232 и зубчатой поверхностью стержня 236 на его внешней периферической поверхности, и вал 235, используемый в качестве поворотного вала. Преобразующий перемещение модуль может преобразовать вращательное перемещение поворотного вала 232 в поступательное перемещение для передачи поступательного перемещения на стержень 236. Таким образом, стержень 236 может поступательно перемещаться за счет поворотного усилия, создаваемого приводным модулем 210. В данном случае вал 235 может быть установлен перпендикулярно поворотному валу 232 и закреплен с возможностью вращения внутри кожуха 240.
В данном случае, поскольку поворотный вал 232 используется в качестве червяка, а преобразующее перемещение модуль используется в качестве червячного колеса, поворотный вал 232 и преобразующий перемещение модуль определяют червячную передачу. Преобразующий перемещение модуль и стержень 236 определяют реечную передачу. За счет комбинации червячной передачи и реечной передачи обеспечивается поступательное перемещение стержня 236 в диагональном направлении для возвратно-поступательного перемещения распыляющих хладагент модулей 220 и 220′ в поперечном и вертикальном направлениях ручья S.
Кроме того, винтовая поверхность, сформированная на поворотном валу 232, и зубчатая поверхность, сформированная на стержне 236, вместе с преобразующим перемещение модулем могут быть выполнены таким образом, что первый и второй распыляющие хладагент модули 220 и 220′ перемещаются на одинаковое расстояние за счет вращательного усилия, создаваемого приводным модулем 210.
На внешней периферической поверхности одной стороны стержня 236, выступающей за пределы кожуха 240, может размещаться защитный элемент 237, который выполнен с возможностью выдвижения и уборки. Кроме того, защитный элемент 237 может снижать ударное воздействие, возникающее при перемещении стержня 236, для предотвращения повреждения участка соединения распыляющих хладагент модулей 220 и 220′ и стержня 236. Кроме того, на другой стороне стержня 236 расположен направляющий элемент 238. Направляющий элемент 238 может иметь полую цилиндрическую форму, открытую с одной стороны. Стержень 236 может совершать возвратно-поступательное перемещение внутри направляющего элемента 238. Направляющий элемент 238 может располагаться с наклоном в сторону центрального участка сегмента в соответствии с размещением стержня 236 и быть жестко закрепленным на кожухе 240.
На фиг. 6 и 7 представлены виды, иллюстрирующие состояние, в котором охлаждающий аппарат применяется в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Далее приводится описание структуры, в которой охлаждающий аппарат установлен на соединительной детали верхнего ролика. Когда охлаждающий аппарат установлен в соединительной детали нижнего ролика, верхний и нижний охлаждающие аппараты могут иметь одинаковый принцип привода, несмотря на то, что верхний и нижний аппараты могут подниматься или опускаться в противоположных направлениях.
Сначала приводится описание для случая, когда ручей S малой ширины, например ручей S, имеющий ширину приблизительно 200 мм, изготавливается при помощи процесса непрерывной разливки.
Как показано на фиг. 6, когда приводной модуль 210 работает под управлением блока управления, поворотный вал 232, соединенный с приводным модулем 210, вращается в одном направлении. Таким образом, преобразующий перемещение модуль, находящийся в зацеплении с поворотным валом 232, осуществляет вращение, и стержень 236, находящийся в зацеплении с преобразующим перемещением модулем перемещает направляющий элемент 238 за счет вращения преобразующего перемещение модуля. Таким образом, распыляющие хладагент модули 220 и 220′, связанные со стержнем 236, могут перемещаться по диагонали к внутренней части сегмента и опускаться к ручью S. В данном случае распыляющие хладагент модули 220 и 220′, связанные с соответствующими обеими сторонами приводного модуля 210, могут симметрично перемещаться на одинаковое расстояние. Обеспечивается уменьшение расстояния между форсунками 224 и 224′, являющимися частью распыляющих хладагент модулей 220 и 220′, и поверхностью ручья S. Кроме того, обеспечивается уменьшение зоны распыления хладагента через форсунки 224 и 224′.
Когда при помощи процесса непрерывной разливки производится ручей S большой ширины, например ручей S шириной приблизительно 700 мм, охлаждение ручья S может производиться при помощи процесса, обратного процессу охлаждения ручья S относительно малой ширины.
Как показано на фиг. 7, приводной модуль 210 работает под управлением блока управления и приводит во вращение поворотный вал 232, соединенный с приводным модулем 210, в направлении, противоположном тому, в котором поворотный вал 232 вращается, когда производится ручей S малой ширины. Таким образом, преобразующий перемещение модуль, находящийся в зацеплении с поворотным валом 232, осуществляет вращение в направлении, соответствующем направлению вращения поворотного вала 232, и стержень 236, находящийся в зацеплении с преобразующим перемещением модулем, за счет вращения преобразующего перемещение модуля перемещается наружу от направляющего элемента 238. Таким образом, распыляющие хладагент модули 220 и 220′, связанные со стержнем 236, могут перемещаться по диагонали к внутренней части сегмента и подниматься от поверхности ручья S. За счет этого обеспечивается увеличение расстояния между форсунками 224 и 224′, являющимися частью распыляющих хладагент модулей 220 и 220′, и поверхностью ручья S. Кроме того, обеспечивается увеличение зоны распыления хладагента через форсунки 224 и 224′.
Хотя охлаждающий аппарат в соответствии с вариантом осуществления изобретения был описан на примере аппарата, расположенного в сегменте, являющемся частью установки непрерывной разливки, технические идеи, относящиеся к аппарату, не ограничиваются данным примером.
Как описано выше, хотя охлаждающий аппарат и сегмент установки непрерывной разливки, снабженной данным аппаратом, были описаны со ссылками на конкретный вариант осуществления изобретения, они не ограничиваются данным вариантом осуществления. Таким образом, специалистам в данной области техники понятно, что в изобретение могут вноситься различные изменения и для него могут выполняться различные модификации, не выходящие за пределы сути и объема настоящего изобретения, определяемых прилагаемой формулой изобретения.
Охлаждающий аппарат и сегмент установки непрерывной разливки, имеющей охлаждающий аппарат согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, могут обеспечивать простое управление зоной распыления хладагента в зависимости от изменения ширины непрерывно разливаемой полосы при помощи одного приводного модуля. Таким образом, обеспечивается существенное уменьшение размеров оборудования, содержащего охлаждающий аппарат и сегмент, по сравнению с размерами оборудования известного уровня техники, что позволяет повысить простоту эксплуатации, эффективность процесса и производительность. В связи с этим обеспечивается высокая промышленная применимость охлаждающего аппарата и сегмента установки непрерывной разливки, снабженной данным охлаждающим аппаратом.