[发明专利]用于铸造过程二冷却区换热系数测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金半连续铸造过程铸锭与冷却水之间换热系数测量装置，属于流体传热技术领域。

背景技术

在铝合金半连续铸造过程中，冷却水对铸锭的冷却效果不仅影响铸锭的表层和内部质量，也是裂纹和板坯宽面变形等铸造缺陷产生的重要影响因素，因此确定合理的冷却水制度和加强对冷却强度的控制是铝合金半连续铸造过程一直研究关注的重点。

在铝合金半连续铸造过程中，换热系数是表征冷却强度的参数，换热系统一般通过试验准确获得铸锭近表面温度，一种可连续机械自动化控制装置，能够有效的测量铸锭在冷却水喷溅过程中温度的变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金半连续铸造过程铸锭与冷却水之间换热系数测量装置，可以实现铸造过程冷却水与铸锭之间热交换速度、强度控制。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于铸造过程二冷却区换热系数测量装置，特点是：包括用于放置铸锭的底座、升降平台、冷却水系统和测温线偶，底座上放置铸锭的工位旁设有升降平台，升降平台设置有垂直向导向槽，冷却水系统的导向柱置于导向槽中，升降平台上安装有驱动装置和升降机，驱动装置与升降机传动连接，升降机与冷却水系统驱动连接带动其上下移动，用于放置在铸锭里的多排测温线偶连接至温度记录仪。

进一步地，上述的用于铸造过程二冷却区换热系数测量装置，其中，所述冷却水系统设有一排角度可调式喷嘴。

更进一步地，上述的用于铸造过程二冷却区换热系数测量装置，其中，所述冷却水系统上设置行程开关。

再进一步地，上述的用于铸造过程二冷却区换热系数测量装置，其中，所述冷却水系统的进水管路设有水流量计和压力表。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明冷却水系统由驱动装置带动其上下移动，且冷却水系统具有角度可调、水流量和压力调节功能，实现铝合金铸造过程不同条件下冷却水对铸锭温度的影响测量，该装置机械自动化控制水平高，测量和操作方便且安全。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明装置主视示意图；

图2：本发明装置侧视示意图；

图3：图1的A-A剖视示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，用于铸造过程二冷却区换热系数测量装置，包括用于放置铸锭1的底座2、升降平台5、冷却水系统6和测温线偶，底座2上放置铸锭的工位旁设有升降平台5，升降平台5设置有垂直向导向槽，如图3所示，冷却水系统6的导向柱7置于导向槽中，升降平台5上安装有驱动装置3和升降机4，驱动装置3与升降机4传动连接，升降机4与冷却水系统6驱动连接带动其上下移动，用于放置在铸锭1里的多排测温线偶连接至温度记录仪，测温线偶实时测量并获得铸造过程经水冷却铸锭表面温度，实现铸锭试样加热和冷却水系统喷水过程中铸锭内测温点的温度数据记录。模拟冷却水和铸锭之间热交换。驱动装置通过变频器调节冷却水系统上下移动速度，满足铸造过程速度控制要求。

冷却水系统6腔体设置有均匀水分流板，冷却水系统6设有一排角度可调式喷嘴，喷嘴主水管角度可调，满足铸锭不同角度冷却水对铸锭冷却效果影响的测量。喷水腔通过组合支座刻度盘调节喷水角度。冷却水系统6上设置行程开关，具有极限位置保护功能，在上工作位、下工作位极限位置起到保护。冷却水系统6的进水管路设有水流量计和压力表，满足铸锭过程冷却水流量和压力可控要求。

进行二冷区换热系数测量试验时，将带有测温线偶并加热至一定温度的铸锭1快速放置于底座2上，通过底座导向槽和铸锭三个方向定位块，将铸锭试样与喷水嘴的距离确定。

打开冷却水进水阀，并启动驱动装置3，通过连接套驱动升降机4，升降机4带动冷却水系统6沿导向槽上下移动，冷却水系统根据调节好的水量、角度从喷嘴口将冷却水喷到铸锭1表面，冷却水系统6从上工作位运行到下工作位，在下行程开关极限保护作用下，在下工作位准停，测量过程结束；反之关闭冷却水进水阀，反向启动驱动装置，冷却水系统6从下工作位快速上升到上工作位，在上行程开关极限保护下，在上工作位准停，一个测量周期结束。如此反复，不断调节运行速度、喷水角度、喷水量、喷水距离等进行多次铸锭与冷却水之间换热系数测量。