一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法及结构技术

本发明专利技术属于连铸生产技术领域，公开了一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法及结构，旨在解决喷嘴堵塞判断不易的问题。本监控方法包括：提供一簧片哨，使之设于喷嘴的中空进水通道内；并利用喷嘴正常工作时的水流经过该簧片哨而发出的哨声来分辨该喷嘴是否堵塞。本监控结构包括簧片哨，由簧片、托板组成，簧片设于托板上，托板设于喷嘴本体内的喷嘴芯的中空进水通道上，簧片的长向与进水通道的轴向相一致。本发明专利技术通过在现有连铸喷嘴中增加簧片哨，并选用特别的材料及结构使其发出响亮的声音且振动频率远离连铸生产中产生的各种噪音的声波频率范围，即可实现听声判断喷嘴是否堵塞。

A monitoring method and structure of gas water nozzle clogging in continuous casting

【技术实现步骤摘要】
一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法及结构
本专利技术属于连铸生产
，具体涉及一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法及结构。
技术介绍
连铸是钢铁生产中的重要一环，其主要过程是高温的钢水在结晶器内部受强冷形成一定厚度的坯壳，内部仍然为液态钢液。从结晶器中出来的铸坯，进入二冷区后，在水喷嘴或汽水雾化喷嘴的强冷下，继续冷却降温直至内部钢液完全凝固。连铸喷嘴是进行喷水冷却的关键设备，现场生产中经常发现喷嘴堵塞的问题，主要是由于颗粒物卡滞在喷嘴喷水孔等孔径小的部位，导致水无法流出。由于连铸喷嘴工作在高温环境下，工作中人工无法进入检测喷嘴状态，同时因视线受阻不能通过观察喷嘴是否出水来判断喷嘴是否堵塞，而且连铸生产现场环境嘈杂，人工无法听出喷嘴自身出水发出的声音进而判断喷嘴是否堵塞。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法及结构，旨在解决喷嘴堵塞判断不易的问题。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供的一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，其特征在于，包括：提供一簧片哨，使之设于喷嘴的中空进水通道内；并利用喷嘴正常工作时的水流经过该簧片哨而发出的哨声来分辨该喷嘴是否堵塞。优选的，选取簧片哨的哨声振动频率远离连铸生产中各种噪音的声波频率范围。优选的，利用振动测试仪辅以簧片哨振动频率的检测。优选的，簧片哨的哨声振动频率满足：式中：n—正整数；u—液体的流数m/s；h—喷嘴到簧片前端的距离mm；a、b—常数；Re—雷诺数。优选的，簧片哨采用矩形簧片哨时，式(1)简化后的振动频率公式为：式中：l—簧片高度mm；δ—簧片厚度mm；E—簧片材料的弹性模量GPa；ρ—簧片材料的密度kg/m3。本专利技术还提供一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控结构，用于实现上述的堵塞状态监控方法，包括簧片哨，由簧片、托板组成，簧片设于托板上，托板设于喷嘴本体内的喷嘴芯的中空进水通道上，簧片的长向与进水通道的轴向相一致。进一步，簧片位于喷嘴芯的中轴线上。进一步，簧片为矩形块状，其自由端设有尖部。进一步，簧片的高度小于进水通道的深度。本专利技术的优点在于：本专利技术通过在现有连铸喷嘴中增加簧片哨，并选用特别的材料及结构使其发出响亮的声音且频率范围远离连铸生产中产生的各种噪音的频率范围，即可实现听声判断喷嘴是否堵塞。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术喷嘴剖面图。图2为图1的A-A面视图。图3为本专利技术的簧片哨示意图。附图说明：1是喷嘴本体、2是喷嘴芯、3是簧片哨、4是进水通道、5是进气通道、6、混合室、7、喷出孔；31是簧片、32是托板。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实施例的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本技术方案的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1-3所示，本实施例中所涉及的连铸气水喷嘴由喷嘴芯2和喷嘴本体1组成，喷嘴芯2设有中空的进水通道4，且喷嘴芯头部有多个分水孔，喷嘴芯尾部通过螺纹同喷嘴本体1连接并同喷嘴本体1形成有进气通道5，压缩空气经由喷嘴芯同喷嘴本体所构成的环形进气通道进入后再流向混合室6；冷却水经由喷嘴芯尾部中空的进水通道进入后再从分水孔流出，并进入混合室6中同压缩空气混合，二者混合后经由喷出孔7喷出。喷嘴本体1及喷嘴芯2可用的材料为不锈钢或黄铜等材质。而基于该连铸气水喷嘴的堵塞监控结构为:在进水通道4内安装一个可以发声的簧片哨3，它由簧片31、托板32组成，簧片31固定安装在托板32上，托板32则固定安装在喷嘴本体1内的喷嘴芯2的中空进水通道4上，且簧片31的长向与进水通道4的轴向相一致。这样，喷嘴正常工作时水流经过簧片哨带动簧片振动发出哨声，当喷嘴堵塞后簧片哨声音发生变化或不发生，即可根据簧片哨的声音就可以分辨喷嘴是否堵塞，特别适用于无法直接观察喷嘴是否堵塞的场景。簧片哨由气体或液体射流来激励圆板或具有张力的圆膜振动而产声或超声。簧片哨的哨声振动频率为：式中：n—正整数；u—液体的流数m/s；h—喷嘴到簧片前端的距离mm；a、b—常数；Re—雷诺数。而对于矩形簧片哨，上述公式可以用简化后的振动频率：式中：l—簧片高度mm；δ—簧片厚度mm；E—簧片材料的弹性模量GPa；ρ—簧片材料的密度kg/m3。在本实施例中的簧片哨采用不锈钢材料，其簧片31位于喷嘴芯2的中轴线上，簧片31的高度小于进水通道4的深度；簧片31采用矩形块状，其自由端设有尖部，朝向进水通道的进水方向；对于矩形簧片哨，其振动频率同簧片宽度无关。在现有连铸喷嘴结构中增加的簧片哨3选用特别的材料及结构使其发出响亮的声音且振动频率范围远离连铸生产中产生的各种噪音的声波频率范围，就可以实现远距离听声判断喷嘴是否堵塞。举例说明下本专利技术的工作过程：簧片材质为不锈钢，密度ρ为7.8×103kg/m3，弹性模量E为200GPa；簧片高度l为30mm，簧片厚度δ为1mm。将簧片哨处于喷嘴芯的中心部位，簧片哨的自由端迎向喷嘴芯的进水通道。喷嘴芯通过螺纹同喷嘴本体连接，喷嘴芯同喷嘴本体形成环形进气通道。生产中，压缩空气经由喷嘴芯同喷嘴本体所构成的环形进气通道进入。冷却水经由喷嘴芯尾部中空进水通道进入，经过簧片哨带动簧片发生振动，产生哨声，随后冷却水流经进水孔后从分水孔流出，受到压缩空气的冲击同压缩空气一同进入混合室，二者混合后经由喷出孔雾化喷出。喷嘴正常工作时，根据簧片哨的参数计算其振动频率：根据连铸现场对噪声的实际测试分析，连铸二冷区的噪音频率主要分布在8000HZ左右，可知簧片哨的哨声的振动频率范围同连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，其特征在于，包括：提供一簧片哨，使之设于喷嘴的中空进水通道内；并利用喷嘴正常工作时的水流经过该簧片哨而发出的哨声来分辨该喷嘴是否堵塞。/n

【技术特征摘要】
1.一种连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，其特征在于，包括：提供一簧片哨，使之设于喷嘴的中空进水通道内；并利用喷嘴正常工作时的水流经过该簧片哨而发出的哨声来分辨该喷嘴是否堵塞。


2.根据权利要求1所述的连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，其特征在于，选取簧片哨的哨声振动频率远离连铸生产中各种噪音的声波频率范围。


3.根据权利要求2所述的连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，其特征在于，利用振动测试仪辅以簧片哨振动频率的检测。


4.根据权利要求3所述的连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，其特征在于，簧片哨的哨声振动频率满足：



式中：n—正整数；u—液体的流数m/s；h—喷嘴到簧片前端的距离mm；a、b—常数；Re—雷诺数。


5.根据权利要求4所述的连铸气水喷嘴的堵塞状态监控方法，其特征在于，簧片哨采用矩形簧片哨时，式(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓比涛，韩志伟，刘强，孔意文，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50