專利名稱：一種水平連鑄機(jī)及其拉坯工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬水平連鑄機(jī)及其拉坯工藝。
背景技術(shù)：
水平連鑄是現(xiàn)代冶金(鋼鐵)生產(chǎn)的主要生產(chǎn)方式之一，水平連鑄機(jī)是實(shí)現(xiàn)這一生產(chǎn)方式的專用設(shè)備，由于設(shè)備投資少，維護(hù)方便，在不少冶金工廠中使用。
現(xiàn)有水平連鑄機(jī)所采用的結(jié)晶器與中間包連在一起，同時(shí)是固定的，在澆注過程中，靠拉坯輥夾著鋼坯的，通過拉、停、反推、停、拉的運(yùn)動(dòng)，將鋼坯從結(jié)晶器里拉出來，同時(shí)防止鋼坯與結(jié)晶器銅板黏結(jié)，以防止拉漏，結(jié)晶器的幾何結(jié)構(gòu)是不變的，一般是整體的。
現(xiàn)有的水平連鑄機(jī)及其拉坯工藝，存在以下問題1.由于靠拉坯系統(tǒng)拉著鋼坯結(jié)晶器在平行于鑄坯的運(yùn)動(dòng)方向上來回振動(dòng)，而拉坯系統(tǒng)質(zhì)量較大，慣性大，因此振動(dòng)頻率較小，引起拉坯速度低下，產(chǎn)量低；2.為了減少拉坯阻力而防止鋼坯拉漏，結(jié)晶器的倒錐度不能太大；隨著鑄坯的冷卻收縮，使得鑄坯與結(jié)晶器的內(nèi)壁形成氣隙；氣隙是鋼水凝固成鑄坯時(shí)熱傳遞中最大的熱阻，較大的氣隙則有較大的熱阻，大的熱阻造成結(jié)晶器潛在的導(dǎo)熱能力沒有發(fā)揮出來；3.要用隔離環(huán)來制造人工液面，隔離環(huán)造價(jià)高，運(yùn)行成本高；4.殼與結(jié)晶器銅板的潤(rùn)滑很困難；5.澆注鋼種和品種少，目前大多用于澆注軋制無逢鋼管圓坯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種水平連鑄機(jī)的新結(jié)構(gòu)以及新的拉坯工藝，籍以解決現(xiàn)有水平連鑄機(jī)所存在的上述問題。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的水平連鑄機(jī)，包括中間包、結(jié)晶器和水平拉坯裝置，拉坯裝置帶著鋼坯，將鋼坯從結(jié)晶器里向水平方向拉出。所述的結(jié)晶器為一組合式結(jié)晶器，由不少于四塊的銅板組合圍成可動(dòng)的鑄腔，鑄腔頭部為鋼水注入口向上的弧型段，弧型段以下為水平段，水平段占水平方向長(zhǎng)度3/4以上的后段鑄腔結(jié)晶器是直線段；中間包位于結(jié)晶器鑄腔頭部的上方，與結(jié)晶器成分離狀態(tài)，中間包的水口對(duì)著結(jié)晶器鑄腔頭部的鋼水注入口；在結(jié)晶器的直線段設(shè)置有使結(jié)晶器直線段的銅板產(chǎn)生沿垂直于鑄坯的方向振動(dòng)的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置，并具有一個(gè)作用于整個(gè)結(jié)晶器使之在水平方向來回振動(dòng)的水平向驅(qū)動(dòng)裝置。
本水平連鑄機(jī)的弧型段與水平段之間通過曲率半徑為100～500毫米弧段平滑過渡連接，結(jié)晶器的水平段水平方向長(zhǎng)度為1000～1800mm，結(jié)晶器的垂直高度可為1.2～2倍鑄坯截面高度。
本水平連鑄機(jī)的組合式結(jié)晶器各組合銅板之間可具有微小的間隔，以形成可動(dòng)的鑄腔，所述的間隔應(yīng)不大于0.2mm。所述的各組合銅板體內(nèi)形成空腔的結(jié)構(gòu)，空腔具有冷卻液輸入、輸出口，用以向空腔輸入冷卻液，銅板厚度可為10mm～30mm。
本發(fā)明的水平連鑄機(jī)可采用以下的具體設(shè)計(jì)方案將所述的組合式結(jié)晶器固定在一個(gè)框架里，所說的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置安裝在結(jié)晶器直線段的銅板與所說的框架之間，所說的水平向驅(qū)動(dòng)裝置安裝在所說的框架和支撐該框架的機(jī)架之間。
所述的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置可設(shè)置三個(gè)，分別安裝在結(jié)晶器直線段的頂面銅板和左、右兩側(cè)銅板與所說的框架之間。
所述的組合式結(jié)晶器的截面形狀可以為正方形、長(zhǎng)方形、工字形或圓形。
本發(fā)明的組合結(jié)晶器可以是四塊銅板組成，也可以是六塊銅板組成，可根據(jù)需要來設(shè)計(jì)，一般不要超過六塊，否則制造成本增加。
本發(fā)明的拉坯工藝，采用本發(fā)明所設(shè)計(jì)的水平連鑄機(jī)，其特征在于在拉坯過程中，由所說的水平向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)使整個(gè)結(jié)晶器在水平方向來回振動(dòng)，振幅為2～6mm；由所說的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)使結(jié)晶器直線段的銅板產(chǎn)生垂直于鑄坯的振動(dòng)，振幅為0.05～0.2mm；所說的水平向驅(qū)動(dòng)裝置和垂直向驅(qū)動(dòng)裝置按以下方式振動(dòng)配合當(dāng)水平向驅(qū)動(dòng)裝置使結(jié)晶器的振動(dòng)方向與拉坯方向相同時(shí)，垂直向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器直線段的銅板壓向鑄坯，當(dāng)水平向驅(qū)動(dòng)裝置使結(jié)晶器的振動(dòng)方向與拉坯方向相反時(shí)，垂直向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器直線段的銅板離開鑄坯。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在對(duì)液態(tài)金屬在結(jié)晶器中完成拉坯過程中的凝固原理作深入研究分析的基礎(chǔ)上提出的，發(fā)明人認(rèn)為要提高水平連鑄的產(chǎn)量，需要提高鑄坯拉速，要提高拉速，結(jié)晶器振動(dòng)要采取要采用高頻小振幅方式，要高頻小幅振動(dòng)，結(jié)晶器就要與中間包脫離，結(jié)晶器與中間包脫離，就可去掉隔離環(huán)，就能采用較好的潤(rùn)滑方式對(duì)結(jié)晶器潤(rùn)滑；但結(jié)晶器與中間包脫離，結(jié)晶器就有小曲率弧型開始段，有小曲率弧型段的結(jié)晶器會(huì)產(chǎn)生坯殼裂紋，造成產(chǎn)品質(zhì)量問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)拉漏；為解決這一矛盾，提出采用特殊的結(jié)晶器結(jié)構(gòu)及其拉坯工藝，設(shè)置了作用于整個(gè)結(jié)晶器使之在水平方向來回振動(dòng)的水平向驅(qū)動(dòng)裝置以及使結(jié)晶器直線段的銅板產(chǎn)生沿垂直于鑄坯的方向振動(dòng)的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置；進(jìn)行拉坯生產(chǎn)時(shí)，通過水平向驅(qū)動(dòng)裝置使結(jié)晶器強(qiáng)迫沿鑄坯的運(yùn)動(dòng)方向(水平方向)來回振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平連鑄；結(jié)晶器可采用較大倒錐度，通過垂直向驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)，結(jié)晶器銅板具有在外力作用下產(chǎn)生對(duì)坯殼微小位移的功能，當(dāng)鑄坯沿銅板向鑄坯方向滑動(dòng)時(shí)，使銅板產(chǎn)生一個(gè)微小離開坯殼的位移，從而使拉坯阻力減少，以達(dá)到防止拉漏的目的；當(dāng)鑄坯在沿銅板向水口方向滑動(dòng)時(shí)，使銅板產(chǎn)生一個(gè)微小擠向坯殼的位移，減少氣隙，使從而減少熱阻，以提高傳熱效率，同時(shí)增加銅板對(duì)坯殼的作用力，促使結(jié)晶器彎曲段坯由于曲率過小造成的坯殼裂紋消除，防止拉漏。隨著結(jié)晶器的導(dǎo)熱能力的提高，結(jié)晶器可采用較大倒錐度，以提高鋼坯的拉速，提高鑄機(jī)的產(chǎn)量，并有利于坯殼裂紋的消除，保證鑄坯質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明水平連鑄機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向視圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明圖1和圖2顯示了本發(fā)明的水平連鑄機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，使用于方坯連鑄。其結(jié)晶器由底(外弧)銅板1、上(內(nèi)弧)銅板2、左側(cè)銅板3和右側(cè)銅板4構(gòu)成組合式結(jié)晶器，形成可動(dòng)的鑄腔；該組合結(jié)晶器固定在框架5中，框架5被支撐在機(jī)架6的平面軸承7上；組合式結(jié)晶器的頭部為弧形段，弧型段以下為水平段，水平段的水平方向長(zhǎng)度為1200mm，在水平段占水平方向長(zhǎng)度3/4以上(約1000mm)的后段鑄腔結(jié)晶器是直線段；中間包13位于結(jié)晶器鑄腔頭部的上方，與結(jié)晶器成分離狀態(tài)，中間包13的水口14對(duì)著結(jié)晶器鑄腔頭部的鋼水注入口；在組合式結(jié)晶器直線段的下銅板1、上銅板2、左側(cè)銅板3、右側(cè)銅板4與框架5之間分別設(shè)置垂直向驅(qū)動(dòng)裝置(采用伺服液壓缸)8、9、10、11；框架5的背部與機(jī)架6之間設(shè)置有水平向驅(qū)動(dòng)裝置(采用伺服液壓缸)12；本水平連鑄機(jī)的拉坯裝置采用拉坯輥15，圖1中，16為組合結(jié)晶器中未凝固的鋼水，17為已凝固的鑄坯。
采用本水平連鑄機(jī)進(jìn)行水平拉坯生產(chǎn)過程中，鋼水由中間包13的水口14注入組合結(jié)晶器的鋼水注入口，水平向驅(qū)動(dòng)裝置12驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器在鑄坯的運(yùn)動(dòng)方向上來回振動(dòng)，振幅為2～6mm，所說的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)使結(jié)晶器直線段的銅板產(chǎn)生垂直于鑄坯的振動(dòng)，振幅為0.05～0.2mm；當(dāng)鑄坯在結(jié)晶器向出口方向滑動(dòng)時(shí)，四塊銅板在驅(qū)動(dòng)裝置作用下，在水平段產(chǎn)生一個(gè)離開坯殼的微小橫移，使拉坯的阻力減少，使在較大的錐度條件下使拉坯順利；當(dāng)鑄坯在結(jié)晶器向水口方向滑動(dòng)時(shí)，四塊銅板在驅(qū)動(dòng)裝置作用下產(chǎn)生一個(gè)壓向坯殼的微小橫移，導(dǎo)熱能力加強(qiáng)，同時(shí)增加銅板對(duì)坯殼的摩檫力，使初始弧型段的裂紋得到修復(fù)，提高鑄坯質(zhì)量；使拉坯速度達(dá)提高20％，產(chǎn)量大大提高，運(yùn)行成本降低。
權(quán)利要求
1.一種水平連鑄機(jī)，包括中間包、結(jié)晶器和水平拉坯裝置，拉坯裝置帶著鑄坯，將鑄坯從結(jié)晶器里向水平方向拉出，所述的結(jié)晶器為一組合式結(jié)晶器，由不少于四塊的銅板組合圍成可動(dòng)的鑄腔，鑄腔頭部為鋼水注入口向上的弧型段，弧型段以下為水平段，水平段中占其水平方向長(zhǎng)度3/4以上的后段鑄腔結(jié)晶器是直線段；中間包位于結(jié)晶器鑄腔頭部的上方，與結(jié)晶器成分離狀態(tài)，中間包的水口對(duì)著結(jié)晶器鑄腔頭部的鋼水注入口；在結(jié)晶器的直線段設(shè)置有使結(jié)晶器直線段的銅板產(chǎn)生沿垂直于鑄坯的方向振動(dòng)的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置，同時(shí)有一個(gè)作用于整個(gè)結(jié)晶器使之在水平方向來回振動(dòng)的水平向驅(qū)動(dòng)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)，其特征在于所說的結(jié)晶器的水平段水平方向長(zhǎng)度為1000～1800mm，結(jié)晶器的垂直高度為1.2～2倍鑄坯截面高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)，其特征在于所說的組合式結(jié)晶器固定在一個(gè)框架里，所說的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置安裝在結(jié)晶器直線段的銅板與所說的框架之間，所說的水平向驅(qū)動(dòng)裝置安裝在所說的框架和支撐該框架的機(jī)架之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)，其特征在于所說的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置有四個(gè)，分別安裝在結(jié)晶器直線段的上銅板、下銅板和左、右兩側(cè)銅板與所說的框架之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)，其特征在于所說的組合結(jié)晶器的弧型段與水平段之間由曲率半徑為100～500毫米弧段平滑過渡連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)，其特征在于所說的組合式結(jié)晶器的截面形狀為正方形、長(zhǎng)方形、工字形或圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)，其特征在于所說的組合式結(jié)晶器各組合銅板之間的間隔不大于0.2mm。
8.一種采用權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)的拉坯工藝，其特征在于在拉坯過程中，由所說的水平向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)使整個(gè)結(jié)晶器在水平方向來回振動(dòng)，振幅為2～6mm；由所說的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)使結(jié)晶器直線段的銅板產(chǎn)生垂直于鑄坯的振動(dòng)，振幅為0.05～0.2mm；所說的水平向驅(qū)動(dòng)裝置和垂直向驅(qū)動(dòng)裝置按以下方式振動(dòng)配合當(dāng)水平向驅(qū)動(dòng)裝置使結(jié)晶器的振動(dòng)方向與拉坯方向相同時(shí)，垂直向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器直線段的銅板壓向鑄坯，當(dāng)水平向驅(qū)動(dòng)裝置使結(jié)晶器的振動(dòng)方向與拉坯方向相反時(shí)，垂直向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器直線段的銅板離開鑄坯。
全文摘要
一種水平連鑄機(jī)及其拉坯工藝，該水平連鑄機(jī)包括中間包、結(jié)晶器和水平拉坯裝置，拉坯裝置帶著鋼坯，將鋼坯從結(jié)晶器里向水平方向拉出。所述的結(jié)晶器為一組合式結(jié)晶器，由不少于四塊的銅板組合圍成可動(dòng)的鑄腔，該鑄腔包括一弧型段和一水平段，在結(jié)晶器的直線段設(shè)置有使結(jié)晶器直線段的銅板產(chǎn)生沿垂直于鑄坯的方向振動(dòng)的垂直向驅(qū)動(dòng)裝置，并具有一個(gè)作用于整個(gè)結(jié)晶器使之在水平方向來回振動(dòng)的水平向驅(qū)動(dòng)裝置。進(jìn)行拉坯生產(chǎn)時(shí)，水平向驅(qū)動(dòng)裝置和垂直向驅(qū)動(dòng)裝置在結(jié)晶器水平段銅板形成水平方向上和垂直方向上的復(fù)合振動(dòng)。本發(fā)明可提高鋼坯的拉速，提高鑄機(jī)的產(chǎn)量；有利于坯殼裂紋的消除，保證鑄坯質(zhì)量。
文檔編號(hào)B22D11/14GK1872453SQ20051003488
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者張祝得, 李烈軍, 莊漢洲, 陳學(xué)文 申請(qǐng)人:廣州鋼鐵企業(yè)集團(tuán)有限公司