专利名称：一种多功能连铸水模型试验装置的制作方法
技术领域：
本发明应用于连铸过程中钢包、中间包、结晶器水模型研究，主要用于冶金科学研究领域相关科研单位、大专院校及生产企业的科研部门连铸钢包、中间包、结晶器流场水模拟研究过程的一种多功能连铸水模型试验装置。
背景技术：
冶金连铸过程是高温流态钢水转变为固态钢坯的过程，连铸过程钢包、中间包、结晶器内钢水流场、温度场对钢的质量和生产连续性具有至关重要的作用。钢包、中间包、结晶器内钢水流场和温度场通过计算机数值模拟和冷态水模型研究可获得更深入的认识，并不断被优化。水模型研究永远不能反映真实过程，只能通过相似理论依靠细节的相似无限接近真实过程，因此水模型研究过程完全仿真实际是关键因素。然而由于资金与技术的限制，目前科研院所模拟研究过程与实际还有一定差异。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种不但满足连铸过程钢包水模型研究和结晶器水模型研究用装置的单一功能，更主要通过系统组合和流量控制系统，能够实现钢包更换过程中间包流场的动态水模型研究和不同钢包内温度或成分差异钢水的中间包流场水模型研究的多功能连铸水模型试验装置。本发明的技术方案是一种多功能连铸水模型试验装置，该装置包括支架、及安装在所述支架上的水箱；其中，所述水箱由A水箱、B水箱和C水箱组成，所述A水箱、B水箱和C水箱通过三通相互联通，所述三通上分别设有用于控制所述A水箱和所述C水箱之间联通的AC水箱控制阀和分别设有用于控制所述B水箱和所述C水箱之间联通的BC水箱控制阀；所述C水箱的底部设有C水箱出水口，所述C水箱出水口通过管路与所述模拟容器连接，所述模拟容器的底部设有模拟容器出水口，所述模拟容器出水口通过管路与通过集流管和水泵相接；所述水泵通过进水管分别与所述A水箱和所述B水箱相连，所述进水管分别设置有A水箱进水控制阀和B水箱进水控制阀。进一步，所述A水箱的容积等于所述B水箱的容积。进一步，所述C水箱出水口和所述模拟容器出水口均安装有用于控制流量的流量控制装置，流量控制装置为塞棒或滑板。进一步，所述C水箱内设置有用于控制偏流的挡流板。进一步，该装置还包括加热系统，所述加热系统包括热水器，所述热水器安装在所述A水箱和B水箱的侧壁上。其工作方式这样的
1.利用本发明模拟研究钢包内钢水流�。Ｄ馊萜鞲晃职Ｐ停职鏊谟苫蹇刂聘炙髁俊Ｊ笛榭记敖职鏊诘幕骞乇眨珹、B、C水箱间三通上的AC水箱控制阀和BC水箱控制阀全部打开，使A、B、C水箱等同于一个连通的大水箱，水通过C水箱底部的出水口进入钢包，塞棒或滑板控制流量，当钢包内达到一定水量后，停止向钢包供水。实验开始时开启钢包出水口上的滑板，控制水流量，水由钢包流出，经过集流管，由水泵抽回流入A水箱和B水箱。钢包内水位不断下降，模拟研究钢包内钢水流场。通过改变水的各种参数模拟研究不同情况下钢包内钢水流场。模拟钢包水口由滑板控制水流量，
2.利用本发明模拟研究中间包内钢水流�。Ｄ馊萜鞲晃屑浒Ｐ停屑浒撞康某鏊谟苫蹇刂扑髁浚珹、B水箱分别模拟代表一个钢包，BC水箱控制阀和A水箱进水阀同步控 制，三通AC水箱控制阀和B水箱进水阀同步控制，一组开启同时另一组关闭。 当A水箱注满，BC水箱控制阀和A水箱进水阀关闭，而AC水箱控制阀和B水箱进水阀开启， 模拟钢包的出水口由滑板控制水流量。水由A水箱流入C水箱，经钢包的出水口流入中间包，由滑板控制水流量，再由中间包水口经过集流管，由水泵抽回流入B水箱，将B水箱逐渐注满。当A水箱水位下降到一定水位后，AC水箱控制阀和B水箱进水阀关闭。间隔一定时间，BC水箱控制阀和A水箱进水阀开启。水由B水箱流入C水箱，经钢包水口流入中间包， 再由中间包水口经过集流管，由水泵抽回流入A水箱，将A水箱逐渐注满。水连续往复流动， 模拟研究稳定注流和钢包换包过程中中间包内钢水流场。通过改变水的各种参数模拟研究不同情况下中间包内钢水流场。如果在A、B水箱上安装热水器，分别对水箱中水加热至不同温度，即模拟不同包号钢水连续浇注过程。3.利用本发明模拟研究结晶器内钢水流�。Ｄ馊萜鞲晃峋髂Ｐ停耸� C水箱的出水口模拟中间包水口，利用塞棒控制中间包水口流量。A、B、C水箱间的AC水箱控制阀和BC水箱控制阀全部打开，使A、B、C水箱等同于一个连通的大水箱，水通过C水箱的塞棒控制流量进入结晶器，再通过结晶器出口流出，经过集流管，由水泵抽回流入A水箱和B水箱。水连续往复流动，模拟研究结晶器内钢水流场。通过改变水的各种参数模拟研究不同情况下结晶器内钢水流场。本发明的优点在于由于采用上述技术方案，本发明将钢包、中间包与结晶器水模型研究试验装置系统、有机组合，实现一套试验装置既可以满足钢包内钢水流场模拟研究的需要，又可以实现中间包内钢水流场模拟研究，而且也可以实现结晶器内钢水流场模拟研究，特别是模拟研究连铸中钢包换包过程及不同钢包间的钢水差异性，实现水箱系统用途多功能化。另外，在水模型研究过程实行循环供水，最大限度地节约各种资源。已知模型和实型设备中相应变量的比例，就能够通过水模型研究实际设备内的钢水流场，使研究结果与实际情况相似，且成本低廉。
图1为本发明最佳实施例的结构示意图。
权利要求
1.一种多功能连铸水模型试验装置，该装置包括支架(1)、及安装在所述支架(1)的水箱(2 )，其特征在于，所述水箱(2 )由A水箱(3 )、B水箱(4 )和C水箱(5 )组成，所述A水箱(3)、B水箱(4)和C水箱(5)通过三通(6)相互联通，所述三通(6)上分别设有用于控制所述A水箱(3)和所述C水箱(5)之间联通的AC控制阀(7)和分别设有用于控制所述B水箱(4)和所述C水箱(5)之间联通的BC水箱控制阀(8);所述C水箱(5)的设有底部C水箱出水口(15)，所述C水箱出水口(15)通过管路与模拟容器(9)连接，所述模拟容器(9)的底部设有模拟容器出水口(16)，所述模拟容器出水口(16)通过管路与集流管(10)和水泵(11) 连接；所述水泵(11)通过进水管(12)分别与所述A水箱(3)和所述B水箱(4)连接，所述进水管(12)分别设置有A水箱进水控制阀(13)和B水箱进水控制阀(14)。
2.根据权利要求1所述多功能连铸水模型试验装置，其特征在于，所述A水箱(3)的容积等于所述B水箱(4)的容积。
3.3.根据权利要求1所述多功能连铸水模型试验装置，其特征在于，所述C水箱出水口(15)和所述模拟容器出水口(16)均安装有用于控制流量的流量控制装置(17)，所述流量控制装置(17)为塞棒或滑板。
4.4.根据权利要求1所述多功能连铸水模型试验装置，其特征在于，所述C水箱(5)内设置有用于控制偏流的挡流板(18)。
5.5.根据权利要求1或3所述多功能连铸水模型试验装置，其特征在于，该装置还包括加热系统，所述加热系统包括热水器(19)，所述热水器(19)安装在所述A水箱(3)和B水箱(4)的侧壁上。
全文摘要
本发明一种多功能连铸水模型试验装置，该装置包括支架、及安装在支架上的水箱，水箱由A水箱、B水箱和C水箱组成；A水箱、B水箱和C水箱之间通过三通相互联通，三通上AC水箱控制阀和BC水箱控制阀，C水箱通过底部出水口与下端设置模拟容器联通，模拟容器底部设有出水口通过管路与集流管连接，集流管和水泵相接；水泵通过进水管分别与A水箱和B水箱相连，进水管分别设置有A水箱进水控制阀和B水箱进水控制阀。本发明的优点在于该装置满足钢包内钢水流场模拟研究的需要，又可以实现中间包内钢水流场模拟研究和实现结晶器内钢水流场模拟研究，特别是模拟研究连铸中钢包换包过程及不同钢包间的钢水差异性，实现水箱系统用途多功能化。
文档编号G01M10/00GK102221447SQ20111007967
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者成泽伟, 王永胜, 程树森 申请人:北京科技大学
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