專利名稱：一種鋼液負壓輸送鑄坯方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金的連續澆鑄領域，特別是連續鑄鋼。
背景技術：
鋼液在負壓條件一下結晶氣體易被排除，組織結構優于常壓下的結晶，且坯表面無粗糙缺陷。但目前尚未發現有負壓連續鑄鋼的現有技術和方法。
發明內容
本發明的目的是實現結晶器在負壓條件下接受鋼液的供應連續結晶鑄成實芯鑄坯和空芯鑄坯。
上述目的是通過鋼液負壓輸送裝置與結晶器密封對接來實現的。該裝置依據大氣壓強原理設計制造。
一種鋼液負壓輸送鑄坯方法和設備，它包括下列部分和步驟(1)安裝在振動臺上的結晶器和中間罐鋼液由鋼液負壓輸送管道裝置M密封連接，并抽出其內腔的大氣吸入鋼液連續供應結晶器冷凝出實芯或空芯鑄坯；(2)拉坯過程根據需要與否向鋼液負壓輸送管道裝置中喂入合金絲與吹入Ar攪拌和調溫；(3)拉坯過程通過注射管道向鋼與結晶器內壁之間注射(保護渣)潤滑密封劑；(4)鋼液負壓輸送管道裝置M安裝在360度回轉和自轉的行星升降臺上。
實現上述方法澆鑄實芯鑄坯的設備包括(1)安放中間罐的可升降臺車上安放的是沒有水口的中間罐；(2)鋼液負壓輸送管道裝置M由兩個連有導管和抽氣口的錐形空腔A和空腔B導管密封對接組成，空腔A安裝有結晶器浸入水口[2]與結晶器的外壁滑動密封對接，空腔B安裝有密封喂絲孔和透氣環[3]與浸入中間罐鋼液中的不透氣耐火材料吸管[7]與中間罐對接；(3)鋼液負壓輸送管道裝置M上安裝有溫度探測裝置[1]和喂絲輸送裝置。
實現上述一種鋼液負壓輸送鑄坯方法和設備澆鑄空芯管坯的過程包括下列步驟(1)結晶器和中間罐鋼液由鋼液負壓輸送管道裝置密封連接，并抽出其內腔的大氣吸入鋼液連續供應結晶器冷凝出實芯或空芯鑄坯；(2)空芯管坯的負壓澆鑄方法是坯殼向上拉并保持坯殼內腔的壓力和坯殼拉速與冷卻坯殼的強度穩定；
(3)拉坯過程根據需要與否向鋼液負壓輸送管道裝置中吹入Ar攪拌和調溫；(4)在拉坯過程中通過均布的多個注射管道向結晶器內壁和鋼液與分隔透氣環[3]的三者交匯處注射(保護渣)潤滑密封劑。
實現上述方法的設備包括(1)安放中間罐的可升降臺車和沒有水口的中間罐；(2)鋼液負壓輸送管道裝置是由吹Ar環形氣體通道[5]和分隔透氣環[3]與浸入中間罐鋼液的不透氣耐火材料吸管[7]對接形成的吹氣窄縫組成直形鋼液通道與結晶器的下口密封對接；(3)均布多個潤滑密封劑注射管道[4]的結晶器[6]安裝在鋸齒波振動臺上與向上拉坯裝置同中心線對接組裝；(4)引錠頭[11]與結晶器內壁滑動密封配合并有抽氣孔道[12]和透氣分隔磚[14]堵塞抽氣孔道口防止鋼液進入抽氣孔道。
上述發明利用了簡單的負壓原理和通用常規設備僅做了微小的改進和重新組合達到了在負壓條件下結晶器接受鋼液連續供結晶澆鑄成實芯坯或空芯管坯。鋼在負壓下結晶其中的氣體易被排除，結晶的組織結構優于常壓下的結晶組織結構，鑄坯無粗糙缺陷。負壓輸送鋼液的過程中，可喂入合金絲和吹Ar調溫，相當于小范圍的精煉過程。
圖1 鋼液負壓輸送管道裝置與結晶器及中間罐對接剖面示意圖。
圖2 安裝鋼液負壓輸送管道裝置的行星回轉升降臺示意圖。
圖3 管坯鋼液負壓輸送管道裝置鑄坯設備示意圖。
附圖標記說明1、測溫裝置 2、水口 3、透氣環 4、注射管道5、環形氣體通道 6、結晶器 7、吸管 8、鋼液 9、振動臺 10、鑄坯11、引錠頭 12、抽氣孔道 13、坯殼空腔 14、分隔透氣磚 15、空芯管坯具體實施方式
由于水口[2]透氣磚[3]吸管[7]及其它耐火材料是易損零件和材料，鋼液負壓輸送管道裝置是便于拆砌的錐體組合結構，而且它要同時與結晶器和中間罐對接，定位是比較困難的問題，所以采用了行星回轉升降臺承擔。圖1、圖2是一個完整的具體實施方式
，下面詳細說明。錐體的大口打開后可退出和安裝錐形耐火材料和水口及透氣環與吸管。通過環形氣體通道和窄縫吹入鋼液的Ar可在空腔B的抽氣口回收，冷卻提純后反復使用。空腔A的鋼殼固定連接有立軸與行星回轉升降臺的支臂L兩端分別轉動連接，支臂L與液壓缸柱塞轉動連接，可以360度回轉，鋼液負壓輸送管道裝置M可以360度行星自轉并受液壓缸G的升降控制。液壓缸安裝在平臺上面，平臺的下面安裝結晶器振動臺[9]，為了振動臺不浸占一冷段與二冷段的空間，振動臺為扁平形。
采用鋼液負壓輸送到結晶器的工藝設備布置，結晶器的高度可以超過中間罐，比常規連鑄設備的工藝設備布置，廠房高度可下降2米，或弧形半徑6米的鑄機廠房可建R8米的鑄機。
鋼液負壓輸送裝置的操作步驟是(1)安裝在支臂上的輸送裝置要烘烤加熱，(2)升降工作臺上的中間罐注滿鋼液后，輸送裝置升高旋轉到位與結晶器和中間罐同時對接，快速抽吸鋼液到結晶器，(3)當結晶器內的液面沒過水口的下口后要快速調整C腔的壓力，因為水口的最大極限流量以下時的液面位置高低由C腔A腔的壓力差決定，降低壓力液面升高，反之下降，與拉速無關，而中間罐液面的波動可影響到結晶器。
空芯管坯的具體實施方式
與上述方式有所不同。圖3是一個管坯鋼液負壓輸送管道裝置的具體實施方式
。
鋼液的密度約6.9在一個大氣壓的負壓腔內可比常壓液面升高約1.44米，結晶器內的坯殼若向上提升，并保持坯殼內空腔負壓值穩定，殼內的液芯也相對保持在一個固定的范圍內，殼內的真空度越高液芯波動范圍就越小。坯殼內表面在液芯段是生長期，保持坯殼的拉速、冷卻強度及坯殼空腔的壓力相對穩定，坯殼的厚度生長速度和生長時間也是相對穩定的，而且斷面形狀不受限制。所以，負壓澆鑄可垂直結晶坯殼均勻的任何斷面形狀空芯管坯來。
負壓澆鑄管坯的結晶器下口是鋼液入口，它與浸入中間罐鋼液中的不透氣吸管對接，并安裝在振動臺上。引錠頭[12]上有負壓抽氣孔[13]孔下口有透氣塞[14]分隔阻止鋼液進入到抽氣孔中，引錠頭與結晶器內壁密封滑動配合。吸管與結晶器通過分隔環銜接，結晶器上有數個潤滑劑注射管均布管道通往分隔環和鋼液與結晶器內壁三者的交匯處提供潤滑和坯殼與結晶器內壁之間的間隙密封。
負壓澆鑄管坯的操作步驟是(1)引錠頭下降到結晶器底部，(2)吸管浸入到鋼液中，(3)快速抽吸降壓，在鋼液未到引錠頭高度前達到壓力極限，(4)在初始坯殼形成一定厚度時啟動振動臺，拉坯機起步逐漸加速到正常速度。拉坯起步后要連續不斷的向結晶器注入潤滑劑。
管坯的切斷步驟是在切斷處首先焊接抽氣接頭和連接打孔，之后在切斷處利用電磁感應加熱使坯殼軟化塌陷達到中心孔焊合后切斷，新焊接上去的抽氣接頭開始工作代替上一級。這種方法適合拉長定尺的管坯，若是短定尺的管坯可采用每拉一根坯子穿一次引錠的方法拉坯。
鋼液負壓輸送的過程也是一個除氣、調溫和調成份的精煉過程，可代替部分鋼種的爐后精煉，在負壓下結晶組織結構比常壓優化，這種裝置適合老廠房舊鑄機的改造使用。負壓輸送裝置依據大氣壓強原理設計，技術設備采用的全部是常規設備技術，僅是一種新的組合方法，整個方案與現有技術全部有可比性和參照性。所以理論依據可靠，技術方案成熟可行實用。
權利要求
1.一種鋼液負壓輸送鑄坯方法和設備屬于冶金鑄鋼領域，它利用負壓力輸送鋼液實現結晶器負壓接受鋼液結晶實芯和空芯鑄坯，其特征是(1)安裝在振動臺上的結晶器和中間罐鋼液由鋼液負壓輸送管道裝置M密封連接，并抽出其內腔的大氣吸入鋼液連續供應結晶器冷凝出實芯或空芯鑄坯；(2)拉坯過程根據需要與否向鋼液負壓輸送管道裝置中喂入合金絲與吹入Ar攪拌和調溫；(3)拉坯過程通過注射管道向鋼與結晶器內壁之間注射(保護渣)潤滑密封劑；(4)鋼液負壓輸送管道裝置M安裝在360度回轉和自轉的行星升降臺上。
2.一種使用權利要求1、所述方法專門設計的鑄鋼設備它包括(1)安放中間罐的可升降臺車上安放的是沒有水口的中間罐；(2)鋼液負壓輸送管道裝置M由兩個連有導管和抽氣口的錐形空腔A和空腔B導管密封對接組成，空腔A安裝有結晶器浸入水口[2]與結晶器的外壁滑動密封對接，空腔B安裝有密封喂絲孔和透氣環[3]與浸入中間罐鋼液中的不透氣耐火材料吸管[7]與中間罐對接；(3)鋼液負壓輸送管道裝置M上安裝有溫度探測裝置[1]和喂絲輸送裝置。
3.一種使用權利要求1、所述方法澆鑄空芯管坯的方法它包括(1)結晶器和中間罐鋼液由鋼液負壓輸送管道裝置密封連接，并抽出其內腔的大氣吸入鋼液連續供應結晶器冷凝出實芯或空芯鑄坯；(2)空芯管坯的負壓澆鑄方法是坯殼向上拉并保持坯殼內腔的壓力和坯殼拉速與冷卻坯殼的強度穩定；(3)拉坯過程根據需要與否向鋼液負壓輸送管道裝置中吹入Ar攪拌和調溫；(4)在拉坯過程中通過均布的多個注射管道向結晶器內壁和鋼液與分隔透氣環[3]的三者交匯處注射(保護渣)潤滑密封劑。
4.一種使用權利要求1、所述方法專門設備的澆鑄空芯管坯的設備它包括(1)安放中間罐的可升降臺車和沒有水口的中間罐；(2)鋼液負壓輸送管道裝置是由吹Ar環形氣體通道[5]和分隔透氣環[3]與浸入中間罐鋼液的不透氣耐火材料吸管[7]對接形成的吹氣窄縫組成直形鋼液通道與結晶器的下口密封對接；(3)均布多個潤滑密封劑注射管道[4]的結晶器[6]安裝在鋸齒波振動臺上與向上拉坯裝置同中心線對接組裝；(4)引錠頭[11]與結晶器內壁滑動密封配合并有抽氣孔道[12]和透氣分隔磚[14]堵塞抽氣孔道口防止鋼液進入抽氣孔道。
5.根據權利要求1、所述的Ar其特征是通過環形氣體通道和窄縫吹入鋼液的Ar可在空腔B的抽氣口回收，冷卻提純后反復使用。
6.根據權利要求1、所述的行星升降臺其特征是空腔A的鋼殼固定連接有立軸與行星回轉升降臺的支臂L兩端分別轉動連接，支臂L與液壓缸柱塞轉動連接，可以360度回轉，鋼液負壓輸送管道裝置M可以360度行星自轉并受液壓缸G的升降控制。
7.根據權利要求1、所述的的振動臺其特征是平臺的下面安裝結晶器振動臺[9]，為了振動臺不浸占一冷段與二冷段的空間，振動臺為扁平形。
8.根據權利要求1、所述的空芯鑄坯切斷步驟是在切斷處首先焊接抽氣接頭和連接打孔，之后在切斷處利用電磁感應加熱使坯殼軟化塌陷達到中心孔焊合后切斷。
全文摘要
本發明公開的是一種鋼液負壓輸送鑄坯方法和設備，它屬于冶金鑄鋼領域。特征是結晶器和中間罐由鋼液負壓輸送管道裝置密封連接，并抽出其內腔中的大氣吸入鋼液連續輸送供應給結晶器冷凝成實芯或空芯鑄坯。鋼在負壓下結晶其中的氣體易被排除，結晶的組織結構優于常壓下的結晶組織結構，鑄坯無粗糙缺陷。負壓輸送鋼液的過程中，可喂入合金絲和吹Ar調溫，相當于小范圍的精煉過程。
文檔編號B22D11/113GK1457943SQ0312170
公開日2003年11月26日 申請日期2003年3月15日 優先權日2003年3月15日
發明者邊仁杰 申請人:邊仁杰