CN1048930C - 超小断面铸坯连铸装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属连续铸造装置，主要涉及浇铸超小断面铸坯的连铸装置。本发明所述装置包括结晶器、引锭头、铸坯支承辊、拉坯辊、引锭杆、拉矫辊；结晶器为热顶结晶器和下结晶器组成的复合式结晶器。热顶结晶器和下结晶器采用双层结构连接，上层为上水口砖，下层为连接件，连接件镶嵌在下结晶器中，上水口砖的钢水通道口断面尺寸大于或小于结晶器内腔断面尺寸，接连件钢水通道口断面尺寸小于或等于结晶器内腔断面尺寸。
Description
本发明涉及金属连续铸造装置，主要适用于浇铸30×(30-65)×65mm方坯、φ30-φ65mm圆坯、(10-40)×(100-600)mm薄板坯等小断面铸坯。
在金属板坯的连铸中，其技术关键是连铸结晶器。
现有的立式板坯连铸方法中，能浇铸铸坯厚度为40-50mm的结晶器分为两类：一是漏斗型结晶器，如CN85101082A；二是复合式结晶器，如CN92206782.2、CN92103257.9。它们的共同特点是：(1)结晶器上部均有一个上大下小的均匀变化的漏斗型区域，便于浸入式水口插入；(2)结晶器上部组合侧壁都具有一定导热能力的装置或部件，使钢液在上部接触结晶器壁，即形成初生凝固坯壳。初生坯壳经过受力变形和凝固收缩，变成与结晶器下部相配合的直矩形截面。但上述专利仍存在如下共同缺点：
(1)初生坯在结晶器上部漏斗型区域内，温度较高，虽易变形，但强度极低，局部的应力集中就会导致坯壳拉裂，并由此而发生漏钢事故。
(2)在初生坯壳由漏斗状向垂直矩形状过渡的过程中，由于变形，易在钢液的凝固前沿产生裂纹，影响钢的内部质量。
(3)为了使浸入式水口插入结晶器中腔，结晶器上部尺寸必须保证上大下小逐渐变化，这对保护渣膜的生成与流动起到阻碍作用，不利于在已凝固坯壳与不冷铜壁之间形成稳定而均匀的保护渣膜。
(4)加工复杂，受损后修复困难。
(5)当浇铸较薄的铸坯时，尤其是铸坯宽度较小时，漏斗型结晶器无法实现由曲面向平面的后过渡变形。
美国专利US5,232,046提供了一种连铸装置。该装置的结晶器为热顶结晶器和下结晶器组成的复合式结晶器，热顶结晶器与下结晶器通过插入件进行连接，该插入件压在结晶器的铜板上，插入件中装有加热出口的电阻丝。插入件钢水通道口的断面尺寸与下结晶器内腔的断面尺寸相等。插入件加热的目的是使初生凝固壳必须在插入件与下结晶器的交界线以下形成，即不能在插入件的内壁形成初生凝固壳。实际上这一要求很难实现，因为插入件处于加热状态，下结晶器是水冷状态，因此，在两者接缝处容易被侵蚀，一旦被侵蚀，则初生凝固壳悬挂在接缝处，造成初生凝固壳难于向下运动，形成拉断或漏钢事故。
本发明的目的在于提供一种能浇铸方坯尺寸为30×(30-65)×65mm方坯、圆坯尺寸为φ30-φ65mm的、板坯尺寸为(10-40)×(100-600)mm的超小断面铸坯连铸装置。
为了达到上述目的，本发明的技术措施是：首先采用由热顶结晶器和下结晶器组成的复合式结晶器；热顶结晶器也是中间包；热顶结晶器的内壁为直立面或斜面，底部为平底面或锥面，它为钢体材料固定的多层复合耐火材料内衬组成的熔池，耐火材料中埋入加热元件；下结晶器为钢体材料固定的水冷结晶器铜套，其内腔为直筒式。热顶结晶器和下结晶器采用双层结构相连，上层为上水口砖，由高铝质、铝碳质或氧化锆质材料中任一种制成，其钢水通道口断面尺寸大于或小于下结晶器内腔断面尺寸；下层为氮化硼、氮化硅或高强石墨中任一种制成的连接件，其钢水通道口断面尺寸小于或等于下结晶器内腔断面尺寸。下结晶器水冷铜套可由单一铜管或多块铜板组合而成，铜套外边为钢材制成的固定体。
现结合附图对本发明作进一步说明。
附图1为本发明超小断面铸坯连铸装置的复合式结晶器的结构示意图。
附图2为本发明超小断面铸坯连铸装置的结构示意图。
由附图1和2看出，本发明超小断面铸坯连铸装置由热顶结晶器、下结晶器、上水口砖4、连接件5、铸坯支承辊13、拉坯辊14、引锭杆15和拉矫辊16组成。热顶结晶器由绝热耐火材料层3、耐火材料永久层6和固定外套7组成。加热元件2埋在绝热耐火材料层3中。下结晶器由钢体外套8和水冷铜套9组成。热顶结晶器通过上水口砖4和连接件5与下结晶器连接，而且连接件5镶嵌在下结晶器中，上水口砖4压在连接件5之上。
本发明铸坯连铸装置的工艺过程如下：
首先用引锭杆头在下结晶器的适当高度上将内腔堵严，随即钢水注入热顶结晶器，可用、也可不用浸入式水口。由于热顶结晶器侧壁的耐火材料中埋有加热元件，加上无热传导，因此，钢液在热顶结晶器中不会凝固，在熔池的上表面用发热型覆盖剂保护，防止钢液散热和二次氧化。当钢液通过钢水通道口接触下结晶器的水冷铜套时，开始振动结晶器，钢液开始凝固，并在下结晶器空腔上部内壁上形成均匀的初生坯壳，同时，向下拉动引锭杆，进行拉坯过程。随着拉坯过程的进行，坯壳向下移动，并逐渐增厚，最后完成凝固，即由引锭头和引锭杆开始拉坯，由拉坯机和拉矫机完成拉坯过程，使连铸得以不断进行。浇铸时，采用密封浇铸。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)由于本发明将熔池(热顶结晶器)与水冷结晶器(下结晶器)连接成一体，就从根本上解决了钢流导入凝固腔的问题，所浇铸的铸坯形状与尺寸不再受到限制，尤其是在浇铸小断面铸坯时，更为优越。
(2)由于热顶结晶器的内壁为直立面或斜面，底部为平底面或锥面，下结晶水铜套内腔为直筒式，故加工简单，修复容易，成本低。
(3)由于钢液在热顶结晶器不形成凝固坯壳，只有当钢水接触下结晶器水冷铜套时，才开始凝固，在其上部内壁形成初生坯壳。该初生坯壳均匀，无变形，对铸坯内部质量是有利的。
(4)由于本发明连接件的钢水通道口断面尺寸小于或等于下结晶器内腔断面尺寸，在金属凝固初期，初生凝固壳受连接件自上而上和下结晶器由外向内两个方向的冷却，形成上大下小的凝壳，有利形成连续凝固壳，保证连铸正常进行。
Claims (2)
1、一种超小断面铸坯连铸装置，包括结晶器、引锭头、铸坯支承辊、拉坯辊、引锭杆、拉矫辊；结晶器为热顶结晶器和下结晶器组成的复合式结晶器，热顶结晶器为钢体材料固定的多层复合耐火材料内衬组成的熔池，热顶结晶器耐火材料内衬中埋入加热元件，下结晶器内腔为直筒式，热顶结晶器和下结晶器以钢水通道相连，其特征在于：
热顶结晶器的内壁为直立面或斜面，底部为平底面或锥面；下结晶器为钢体材料固定的水冷结晶器铜套；热顶结晶器和下结晶器采用双层结构连接，上层为上水口砖，下层为连接件，连接件镶嵌在下结晶器中；上水口砖的钢水通道口断面尺寸大于或小于结晶器内腔断面尺寸；接连件钢水通道口断面尺寸小于或等于下结晶器内腔断面尺寸；且连接件由氮化硼、氮化硅或高强石墨中任一种制成。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于上水口砖由高铝质、铝碳质或氧化锆质材料中任一种制成。
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