專利名稱：無耐火磚臥式上澆注鋼錠工藝及其設備的制作方法
技術領域：
本發明是關于冶金工業鋼錠澆注系統的工藝及其設備。
鋼錠澆注的工藝直接影響到鋼錠質量及生產效率。我國長期以來用于鋼錠澆注工藝及裝置有二種方法，其一為上注法，就是將鋼液通過鋼水罐，由鋼錠模上帽口直接注入模內而形成鋼錠;其二為下注法，即將鋼液通過鋼水罐注入澆注系統的中注管，再經由底部湯道分流到各鋼錠模內，形成鋼錠。各鋼廠多采取下注法，下注法的澆注系統包括鋼水罐、中注管、湯道、底盤、鋼錠模。且鋼水罐、中注管及湯道用的各種耐火磚，如棒芯磚、棒芯頭磚、水口磚、座磚、花盆磚、中注管磚和湯道磚等。
下澆注鋼錠工藝存在下述問題1、工藝層次多，操作技術復雜，又需配置較多的設備(如需備吊車、鋼水罐、中注管等)，耐火磚僅能一次性使用，建廠投資大。這些因素影響生產效率，使成材率降低，成本消耗加大;
2、鋼液通過鋼水罐、中注管、湯道澆注系統，對0.5噸的中頻感應爐而言，每煉一爐鋼要消耗各種耐火磚80公斤以上。另外還需提高鋼液溫度50～80℃，造成熔煉時間延長，浪費能源，降低生產效率，鋼的成材率低，加大了成本消耗;
3、下注工藝溫度偏高，容易造成焊模，影響鋼錠模壽命，勞動強度大;
4、下注鋼液經過湯道，如果對各種耐火磚的泥口接縫操作不慎，在澆注過程中易帶入耐火材料，致使鋼中產生非金屬夾雜，影響鋼的質量，有時也可能出現漏鋼事故。
本發明的目的是克服下注鋼錠工藝的不足，提供一種新型的無耐火磚臥式上澆注鋼錠工藝方法及為該工藝而設計的設備。它以臥置鋼錠模上澆注鋼錠工藝取代立式下注工藝，省掉了吊車、鋼水罐、中注管、下湯道設施，消除了耐火磚的消耗，提高鋼錠質量和鋼錠的成材率及生產效率，具有較高的企業經濟效益和社會效益。
本發明具有以下的優點1、減少了建廠投資，因不用吊車、鋼水罐、中注管及下湯道，采用該設備最少可減少20萬元的投資;
2、經實驗證明以0.5噸中頻感應爐為例，每煉一噸鋼錠計算，年產1500噸，合計效益為53.19萬元，如下述(1)、可減少一次性耐火磚消耗169公斤，價值為182520元。
720元/噸×0.169噸＝121.68元121.68元×1500＝182520元;
(2)、每澆注一噸鋼錠，可節約80公斤鋼水，即提高成材率8%，其效益為342000(元/年)1500噸×8%＝120噸。
按2850元/噸計算，則為2850元/噸×120噸＝342000(元/年);
(3)、節約80公斤鋼水，對應節約的重熔電能為120度，(降低出鋼溫度50～60℃，節約的電能未計)，其效益為7380元0.41元/度×120度×1500＝7380元合計效益為53.19萬元。
3、采用本設備，可簡化工藝程序，降低操作難度，杜絕操作不慎而產生的漏鋼事故，同時改善了勞動強度，促進安全生產;
4、提高了鋼錠的澆注質量。采用對角線開式鋼錠模結構，合模前可均勻涂刷石墨涂料，改善鋼錠內部質量和表面質量;
5、本發明由于鋼錠模底模上端頭具有凹槽，可涂耐火材料，防止焊模，從而提高鋼錠模使用壽命;
6、本發明由于采用切分傳動機構和對角線開式鋼錠模，脫模容易，改善了勞動強度;
7、本發明由于采用底盤升降和水平位移傳動機構，確保鋼液始終注入帽口內，減少了澆注工藝層次，投資少，成本低，改善勞動條件，提高勞動生產率;
8、本發明由于采用了特殊的無耐火磚裝置進行澆注，因此節省大量的耐火磚，具有顯著的社會效益和經濟效益。
本發明為“無耐火磚臥式上澆注鋼錠工藝”，其工藝流程如下鎮靜鋼液→注入分流器超大帽口→經過凈化器流入主湯道→分流湯道→到鋼錠模內形成鋼錠→取出鋼錠。
其具體工藝方法如下1、首先，鋼液在爐內鎮靜3～5分鐘;
2、在不用吊車、中間鋼水罐、中注管等設施的情況下，通過底盤升降和水平位移傳動機構，使底盤上的分流器的超大帽口準確無誤地對準煉鋼爐傾動出鋼時的鋼液流，鋼液倒入超大帽口內并經過凈化器凈化，然后流入分流器主湯道;
3、鋼液再經過主湯道兩側的分流湯道流入對稱臥置排列在與水平線成15°夾角的、八字形底盤上的對角線開式鋼錠模內。鋼錠模由壓模裝置、頂模裝置及底板固定。改變了傳統的下注湯道為上注湯道。鋼液沿著底模角壁流入模底，鋼液面隨著鋼液逐漸地流入而緩緩地平穩上升，鋼錠模內的空氣也隨鋼液面的上升被排擠到上模腔，經由分流器上的排氣孔排出，鋼液直至充滿整個模腔，形成鋼錠;
4、為便于脫模，待鋼錠冷卻到1400℃時，分流孔中的鋼液處于似凝非凝狀態時，旋轉切分機構的絲杠，使分流器與底盤產生相對位移，利用燒結后的分流孔與鋼錠模位錯的剪切作用，切斷分流器分流湯道內與鋼錠相連接的鋼棒;
5、當鋼錠冷卻到800℃時，松開壓模和頂模機構及底板，打開開式鋼錠模的上模，取出鋼錠。為提高鋼錠表面質量和改善鋼錠結晶狀態及延長鋼錠模使用壽命，可在模內壁涂刷一層由60%鉛粉和40%粘土粉均勻混合的泥漿涂料。按重量100%計。
分流器帽口和湯道及鋼錠模底模上端頭凹槽，均采用耐火材料搗筑成整體結構，取代下注各種耐火磚，構成上澆注湯道系統。由于分流器置于最高位置，在澆注過程中呈現出液面位差壓力澆注;又由于耐火材料具有良好的保溫性能，使帽口和湯道的鋼液始終最后凝固，因此在鋼錠冷卻凝固過程中，分流器中的鋼液具有隨時填充和補縮的能力。
耐火材料配方利用拆出坩堝的廢石英砂料經破碎，篩選成粒度＜3mm的混合料67-78%，耐火粘土粉20-30%，硼酸粘結劑2-3%，均按重量100%計，并與適量的水均勻混合而成。
為實現上述方法而設計的設備實施如下本發明設備為“無耐火磚臥式鋼錠澆注機”，它是由分流器、底盤、底盤升降和水平位移傳動機構、壓模裝置、鋼錠與分流湯道中凝固棒的切分機構、泡沫陶瓷鋼液凈化器等構成。
在分流器的超大帽口底部具有泡沫陶瓷鋼液凈化器，分流器座落在底盤的分流槽中，分流器的兩側對稱臥置四個鋼錠模，其座落在與水平線成為15°夾角的八字形底盤的仿模V型槽中，鋼錠模的大頭端面與分流器側面的每個分流湯道通過鋼錠模小端頭處的頂模機構頂緊形成對接密封，頂模機構通過螺栓緊固在底盤仿模V型槽的下端部。每個對角線開式鋼錠模通過底盤上方的壓模裝置壓緊定位。在底盤左端具有旋轉切分機構，它是通過螺栓緊固在底盤上。底盤座落在能夠升降和水平位移傳動機構的上橫梁上，從而實現底盤在高度方向720毫米升降運動和通過人工移動實現水平位移，滿足鋼錠澆注工藝的技術要求。
分流器由耐火材料搗制成型的超大帽口、主湯道、分流湯道和排氣孔構成。鋼錠模是帶有止口對角線兩開模，分上模和底模，底模上端頭具有凹槽，其內填充耐火材料。
泡沫陶瓷鋼液凈化器是裝配在分流器超大帽口底部，當鋼液流過凈化器時，對鋼液中的非金屬夾雜物具有過濾作用，有利于提高鋼錠的澆注質量。
權利要求
1.一種涉及冶金工業鋼錠澆注系統的無耐火磚臥式上澆注鋼錠工藝，本發明的特征是上澆注鋼錠工藝方法鎮靜的鋼液→由爐內直接注入分流器超大帽口→經過凈化器流入分流器主湯道→分流湯道→流入對稱臥置排列在與水平線成15°夾角的、八字形底盤上的對角線開式鋼錠模內，形成鋼錠→待鋼液冷卻到1400℃時，通過運動切分機構，切斷分流湯道內與鋼錠相連接的鋼棒→當鋼液冷卻到800℃時，打開兩開模的上模，取出鋼錠。
2.一種無耐火磚臥式鋼錠澆注機，其特征是由分流器、底盤、底盤升降和水平位移傳動機構、壓模裝置、鋼錠與分流湯道中凝固棒的切分機構、泡沫陶瓷鋼液凈化器構成。
3.按權利要求2所述的工藝設備，其特征是無耐火磚臥式鋼錠澆注機的分流器帽口和湯道及鋼錠模底模上端頭凹槽，均采用耐火材料搗筑成整體結構，取代下注各種耐火磚，構成上澆注湯道系統，由于分流器置于最高位置，呈現液面位差壓力澆注;又由于耐火材料的保溫性能，使帽口和湯道的鋼液最后凝固，因此分流器中的鋼液具有隨時填充和補縮的能力。
4.按權利要求2所述的工藝設備，其特征是耐火材料配方利用拆出坩堝的廢石英砂料經破碎，篩選成粒度＜3mm的混合料67-78%，耐火粘土粉20-30%，硼酸粘結劑2-3%，均按重量100%計，并與適量的水均勻混合而成。
5.按權利要求2所述的設備，其特征是鋼錠模是帶有止口對角線兩開模，分上模和底模，底模上端頭具有凹槽，其內填充耐火材料。
6.按權利要求2所述的設備，其特征是底盤座落在傳動機構上，從而實現底盤升降運動和水平位移。
全文摘要
一種涉及冶金工業鋼錠澆注系統的無耐火磚臥式上澆注鋼錠工藝及其設備，其工藝是將鎮靜的鋼液由爐內直接注入分流器超大冒口，經過凈化器流入分流器主湯道和分流湯道及對角線開式鋼錠模內，形成鋼錠；為實現上述方法設計了無耐火磚臥式鋼錠澆注機，該機具有液面位差壓力澆注作用，因而可使鋼液填充補縮。以上注鋼錠工藝取代立式下注工藝，消除耐火磚消耗，提高鋼錠質量和成材率及生產效率，具有較高社會效益和經濟效益。
文檔編號B22D7/00GK1087563SQ9311593
公開日1994年6月8日 申請日期1993年12月1日 優先權日1993年12月1日
發明者呂德喜, 胡嘉第, 于福呂, 薄顯祿, 漆德虎 申請人:呂德喜