[发明专利]混合冷却喷嘴装置及使用其控制连续铸造设备的冷却喷嘴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装备在连续铸造机的区段中的混合冷却喷嘴装置，并且更具体地，涉及一种能够基于穿过连续铸造机的区段的金属带材的速度选择喷射方式并相应地执行喷射动作的混合冷却喷嘴装置，以及使用该混合冷却喷嘴装置控制连续铸造机的冷却喷嘴的方法。

背景技术

通常，连续铸造过程是将熔融钢水连续地凝固成呈特定形式的固体产品的过程。这里，在连续铸造机的各区段中的每个区段上设置多个喷嘴，以便在连续铸造过程期间冷却金属带材。

图1是示出了传统的连续铸造过程的视图。

在连续铸造过程中，精炼后的熔融钢水从钢水包30通过长喷嘴注入中间包40中，暂时地存储在中间包40中的熔融钢水通过中间包40与模具50之间的输送系统传送到模具50中，熔融钢水在模具中进行初级冷却，然后在模具50的下方进行二次冷却和凝固，从而产生诸如方坯，大方坯，扁坯等之类的金属带材60。

在模具50中初级冷却之后，从模具50中排出的熔融钢水在其外表面轻微凝固的状态下被引入到连续铸造机的区段20中的每个区段的上框架22和下框架23之间，在那里，通过经由多个喷嘴24将冷却水喷射在熔融钢水上，熔融钢水连续地并迅速地凝固成需制造的金属带材形式的产品。

图2是示出其上安装有在连续铸造中使用的喷嘴的区段的视图。

如图2中所示，区段20设置有多个导辊21和多个喷嘴24，所述多个导辊21通常由分别位于上框架和下框架的5至10个辊组成，所述多个喷嘴24喷射冷却水以使熔融钢水快速凝固。

这里，如果冷却水不能经由喷嘴24均匀地喷射，则在冷却水未喷射到的区域中会由于延迟凝固而发生膨胀现象，从而金属带材由于宽度方向的钢铁水静压力而在导辊之间扩展。这样的膨胀现象引起金属带材的内部缺陷或中心偏析，使得处于凝固界面层中的相对高密度的钢水在压缩状态下朝向熔融钢水的中心传播，从而被偏析。在发生这种偏析时，由于在压缩高密度的熔融钢水后供给相对低密度的熔融金属，因而随未偏析区域产生缺陷，不利地影响了最终产品的质量。

一方面，如果从喷嘴24中喷射过量的冷却水，或以其他方式使铸造速度在连续铸造过程中较低，则穿过各区段的金属带材可能因温度降低而具有诸如边缘裂纹之类的缺陷。诸如裂纹之类的缺陷使金属带材的表面质量降级，这些缺陷必须在进一步的加工中除去。问题在于，这种进一步的加工产生另外的成本。

为了解决上述问题，本领域中已知一种通过使用气雾喷射喷嘴控制金属带材的冷却来防止连续铸造中的金属带材边缘裂纹的装置和方法(韩国未审查专利公开No.10-2012-0074744)。

然而，现有技术未解决凝固延迟的问题，这是因为在高速连续铸造时，不能有效地冷却穿过各区段的金属带材。

此外，产生的问题在于，当冷却水的压力增大时，冷却水倒流至气雾喷射喷嘴的进气口中。

发明内容

技术问题

本发明涉及一种如下的混合冷却喷嘴装置，该混合冷却喷嘴装置能够基于穿过连续铸造机的区段的金属带材的速度选择喷射模式并执行喷射动作，从而防止由于凝固延迟而出现膨胀现象和由于金属带材的过冷却而出现的边缘裂纹，并涉及一种使用该混合冷却喷嘴装置控制连续铸造机的冷却喷嘴的方法。

另外，本发明涉及一种如下的混合冷却喷嘴装置，该混合冷却喷嘴装置在用于将空气供给至混合喷嘴的空气管线中设置有用于防止冷却水倒流的截止阀，从而增大调节比(TURN DOWN RATIO)。

技术方案

在本发明的一方面中，提供了一种冷却喷嘴装置，其包括多个混合喷嘴、至少一个速度传感器、冷却水供给部、空气供给部、以及控制器，所述多个混合喷嘴设置在连续铸造机的区段中并且构造成将冷却水以喷雾喷射模式或喷水喷射模式喷射到穿过该区段的金属带材上；至少一个速度传感器安装在该区段中并且构造成检测穿过该区段的金属带材的速度；该冷却水供给部构造成将冷却水供给至混合喷嘴；该空气供给部构造成将空气供给至混合喷嘴；该控制器构造成接收由速度传感器检测的金属带材的速度，并取决于所接收的金属带材的速度选择混合喷嘴的喷射模式，并通过控制冷却水供给部和空气供给部分别控制供给至混合喷嘴的冷却水的压力和供给至混合喷嘴的空气的流量。