專利名稱：實用內冷式快速連鑄設備與方法
實用內冷式快速連鑄設備與方法。屬于連鑄技術領域。
目前的連鑄技術一般采用振動式水冷結晶器。連續的向結晶器內澆注鋼水。鋼水在結晶器內受結晶器水套中冷卻水的冷卻凝固結殼。并不斷的被拉出結晶器。繼續的被冷卻成鑄坯、上述方法其問題在于當拉坯速度達到一定的限度時。由于鋼水的結晶速度跟不上。鑄坯脫離結晶器時會出現裂紋造成漏鋼。因其連鑄速度低而限制了生產力的發展。此外中國專利公布了一種申請號為“92109871.5”的“連鑄方法與設備”一種由澆注器4通過澆注口灌注到上結晶器5與下結晶器1構成的金屬熔液注腔中。上結晶器為固定式。下結晶器1成組對上結晶器5移動。使金屬熔液在上下結晶器中冷卻水的冷卻下形成鑄坯。上述方法雖然能使拉坯速度及表面質量都有了大幅度的提高。但是還不夠理想。因此設計了一種實用內冷式快速連鑄設備與方法。
其目的是提供一種水套冷卻的移動式的金屬熔液鑄型腔及由此構成的快速連鑄設備與方法。為連鑄連軋連續化生產做配套。
其方法是這樣來實現的。實用內冷式快速連鑄設備。其結晶器鑄型腔是由兩組中心對稱的其夾壁內有水冷腔的槽形結晶器模塊組合對接構成。每組中的個體相同的結晶器模塊之間由絞鏈連接成鏈。兩條結晶器鏈分別繞在各自相對應的前后輥輪之間。并能沿著自身的軌道移動。兩組間的軌道及輥輪的位置可沿其鑄型腔對角線的方向調整。調整兩組間軌道及輥輪的相對位置。使軌道上的槽型結晶器鏈。沿其對接面相互對接。組合成能容納金屬熔液的鑄型腔。在其入口位置，置入澆注器。使澆注器的導管插入鑄型腔中。并置入引坯器。起動主傳動機。驅動結晶器鑄型腔向前移動。通過澆注導管向鑄型腔中灌注金屬熔液。金屬熔液在鑄型腔的裝載下向前移動。被結晶器夾壁中冷卻水連續的冷卻成鑄坯。隨著結晶器模塊鏈在輥輪及軌道上的循環運行。形成了連續不斷的連鑄過程。
結晶器鑄型腔的水冷系統是由兩部分構成的。一部分是固定設置的水位穩定的供水槽、排水槽、供水管、排水管。另一部分是裝設在結晶器模塊上并與其水冷腔連通的水泵、進水管、排水管、水泵將供水槽中的冷卻水注入結晶器模塊的水冷腔中并沿著鑄型腔壁外流動，使鑄型腔壁內的金屬熔液受冷卻，在其壁內表面以下凝殼，隨著鑄型腔移動距離與時間的延長，結殼加厚形成鑄坯。其冷卻換熱后的冷卻水由出水管排入排水槽中；進水管、水泵、排水管在沿其自身軌道移動的過程中，不受水槽的約束與阻礙。因此保障了結晶器模塊在沿其軌道移動中被冷卻水連續的冷卻，水泵在移動中是由滑線供電工作的。
兩組對稱的結晶器模塊間，其單體的模塊的對接面都是與其鑄型腔的對角截面相平行的(請見具體實施例)。沿其對角線的方向。向內調整兩組軌道的相對位置。使軌道上的結晶器模塊的相對應的對接面互相貼合對接。組合成鑄型腔。并按照其鑄型腔中鑄坯在軌道上各點的實際降溫收縮尺寸。向內精微調整軌道的相對位置。使兩組結晶器模塊沿其對接面向內滑動收縮。能使鑄型腔的四面側壁表面與鑄坯的四面同步向內收縮，能達到消除氣隙的目的。由于鑄坯是在鑄型腔的裝載下移動的不受拉力與摩擦力的作用。鑄坯不會裂紋且表面光潔。
增加鑄型腔的長度S。可增加鑄型腔中鑄坯的移動與冷卻的時間t在鑄坯的冷卻條件與拉坯速度V給定時。t=SV]]>增加鑄型腔的長度。能增加鑄坯的拉坯速度。在鑄坯的冷卻條件與鑄坯的冷卻時間t給定的條件下。V2=V1S2S1]]>；V2是鑄型腔增長到S2時的拉坯速度。V1是鑄型腔長度為S1時的拉坯速度。增長鑄型腔的長度能使拉坯速度超過每秒1米。
改變結晶器模塊的形狀與尺寸可以組合。對接成不同形狀尺寸的鑄型腔。能生產不同品種及規格的線材坯、型材坯、板材坯、異型材坯，上述的工作過程可由計算機調整監控包括故障檢查，故障部件的自動更換等。
其高溫高速的連鑄坯經溫度均衡處理后可直接送入連軋機組。實現連鑄連軋連續化生產的最優生產控制過程。能使從鋼水到鋼材的生產一次完成。能使生產效率經濟效益大幅度的增長。
本發明的具體實施例由以下附圖給出。
圖1是本發明的總體結構示意圖。
圖2是本發明的A—A剖視結構示意3是本發明的B—B剖視結構示意4是本發明的結晶器模塊結構示意圖下面結合附圖1、2、3、4對本發明的具體實施例作以進一步的說明。
實用內冷式快速連鑄設備與方法。其結晶器鑄型腔40是由兩組中心對稱的槽形結晶模塊1、2組合對接構成的。每組的各個相鄰的單體結晶器模塊之間由絞鏈37連接成槽形的結晶器鏈。分別繞在輥輪75、76、及77、78之間。并能沿著其各自的軌道38、39自由的移動。軌道38與輥輪75、76的位置是固定的；軌道39與輥輪77、78的位置是可以調整移動的。沿著鑄型腔對角線的方向。向內調整軌道39輥輪77、78與軌道38輥輪75、76的相對位置。使軌道39上的結晶器模塊2與軌道38上的結晶器模塊1互相對接組合成鑄型腔40。在入口端置入澆注器43。使其導管44插入鑄型腔40中。并置入引坯器。起動主傳動機34。驅動設置在鑄型腔兩側的傳動齒輪31、32相對轉動，嚙合鑄型腔兩側壁上的齒條36推動鑄型腔40向前移動。將中間包里的金屬熔液通過澆注管42澆注入澆注器43中，并在金屬液位控制器的作用下。在澆注器43中形成液位高度恒定的金屬液面。其壓力恒定的金屬熔液通過導管44灌注入鑄型腔40中，并在鑄型腔40的裝載下向出口移動，并被結晶器模塊夾壁中水冷腔61內的冷卻水連續的冷卻成鑄坯。當鑄型腔移動到出口時。其鑄坯已有足夠的強度。脫離結晶器后的鑄坯48進入下步工序。其結晶器鏈經輥輪76、75；78、77返回初始位置。并以此往復循環形成了連續不斷的連鑄過程。由于鑄坯是在鑄型腔的裝載下同步移動的。不受拉力與摩擦力的作用。鑄坯不會裂紋且表面光潔，增加結晶器鑄型腔的長度，能增加鑄型腔內鑄坯的移動冷卻的時間，增加鑄型腔的長度亦能增加鑄坯的拉坯速度。能使拉坯的速度提高到每秒鐘1米以上。
連鑄設備的水冷系統是由兩部分構成的。一部分是固定設置的供水管15，供水槽17，排水管12，排水槽24構成，供水管15的供水量在水位控制器20的作用下使供水槽17中的水位高度保持穩定。排水槽24的水位由溢水口保持穩定的，另一部份是裝設在各單體結晶器模塊1、2上的并與其水冷腔61連通的水泵14，進水管10，出水管12構成。進水管的進水口插在供水槽的水位線以下。供水槽17中的冷卻水由水泵14注入結晶器模塊夾壁的水冷腔61中。在水冷腔中的鑄型腔一側的冷卻壁上設有筋片式結構的散熱導流片，用作增加散熱及均衡水冷腔內各點的冷卻水的流量，使其鑄型腔能均勻的高效的散熱冷卻。換熱后的升溫冷卻水經過出水管12排入排水槽24中，水泵14、進水管10、出水管12均能沿其軌道38、39在供水槽與排水槽中不受阻礙的自由移動。水泵14的供電。控制及信號傳輸都是通過滑線組28進行的。
為防止水泵14在連鑄線上突然故障斷水燒毀結晶器模塊。采用了高位式的供水槽17。低位的排水槽24及虹吸式的進水彎管10。使虹吸式進水彎管的進水口深深的插在供水槽17的冷卻水中。出水管12的出水口插在排水槽的水位以下。一旦水泵出現故障，水冷腔61中的冷卻水在上供水槽與下排水槽的水位壓差的作用下仍能保持一定水量的流通，能確保結晶器不被燒毀，并使故障水泵或結晶器模塊在返回線上被更換。可確保連鑄過程無間斷的連續運行。
結晶器模塊1與結晶器模塊2的形狀是中心對稱的，現以結晶器模塊1為例作以說明，結晶器模塊1是側立著的不等邊的槽形結構。其槽壁是由外層的殼體與內層的鑄型腔壁構成。其內外層夾壁中的空間構成了水冷腔61。在外殼的側面上設有齒條36。側面的兩端設有絞鏈37。將前后相鄰的結晶器模塊連接成結晶器鏈。外殼的上下兩槽壁上設有軌道槽71。能沿著軌道38自由滑動。模塊1的內層側壁表面R1向下延伸平面與其下壁的內層表面S1的向左延伸平面相截交于直線N1。同理結晶器模塊2的內側壁R2、S2相截交于N2，過N1、N2的平面W暫稱之為鑄型腔對角截面。連接N1、N2的法線L暫稱為鑄型腔對角線L。模塊1的內下壁與內側壁的夾角制成圓角A1(或雙45°折面角)。側壁上部制成圓角B1(或雙45°折面角)使A1＋B1＝180°在矩形或方形鑄型腔中A1＝B1＝90°。在結晶器模塊1的下壁的末端設有對接面59，側壁上部B1弧面圓角的末端設有對接面57。同理模塊2側壁下端圓弧面圓角B2的未端設有對接面60，其上壁面的末端設有對接面58，且57∥58∥59∥60∥W。沿鑄型腔對角線L的方向向內調整軌道39與38的相對位置。使模塊1與模塊2的相對應的對接面57與58；59與60相互貼合對接成鑄型腔40，并按照其鑄型腔中鑄坯在移動冷卻過程中各點的實際降溫收縮尺寸，向內精微調整軌道39、38間的距離。能使鑄型腔的四個平面表面與鑄坯的四面同步收縮，能補償由于鑄坯降溫收縮而形成的氣隙，能確保鑄坯高效率的均勻的冷卻。由此生產的高溫高速連鑄坯，經過溫度均衡處理后可直接送入連軋機組。實現連鑄連軋連續化生產的最優生產控制過程，能使生產效率。經濟效益大幅度的增加，能使從鋼水到鋼材的生產一次完成。
上述工作過程可由計算機按操作指令自動完成，包括連鑄、均溫、連軋的統調監控及故障部件的更換等等。
實用內冷式快速連鑄設備與方法，是通過導管將金屬熔液灌注到由結晶器模塊構成的鑄型腔中，金屬熔液在鑄型腔的裝載下移動，被結晶器模塊內水冷腔中的冷卻水連續的冷卻成鑄坯的一種連鑄設備與方法。
權利要求
1.實用內冷式快速連鑄設備與方法，是一種活動模塊式連鑄設備，其特征在于，通過導管向由結晶器模塊構成的鑄型腔內灌注金屬熔液，使金屬熔液在鑄型腔的裝載下移動，并被鑄型腔夾壁內的冷卻水連續的冷卻成鑄坯的連鑄過程。
2.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，在連鑄設備的入口與出口之間有一段由結晶器模塊構成的能連續向出口移動的金屬熔液鑄型腔。
3.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，連鑄設備的水冷系統由兩部分構成，一部分是固定設置的供水管、供水槽、排水槽及滑線組構成，另一部分是裝設在可移動的結晶器模塊上并與其水冷腔相通的水泵、進水管、出水管構成；水泵、進水管及出水管均能沿其軌道在供水槽與排水槽中無障礙的移動。并由水泵將供水槽中的冷卻水注入水冷腔，其冷卻換熱后的冷卻水經出水管排入排水槽。
4.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，高位置的供水槽，低位置的排水槽及彎管的進水口插在供水槽水位線以下的虹吸式的進水管及出水口插在排水槽水位線以下的出水管。
5.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，移動式結晶器模塊夾壁中的水冷腔及水冷腔內冷卻壁上的筋片式結構。
6.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，兩組間結晶器模塊的中心對稱的形狀(至少是兩組間的結晶器模塊的內壁形狀是中心對稱的)
7.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，兩組間結晶器模塊的對接面均與其鑄型腔的對角截面W相平行。
8.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，結晶器軌道的位置可沿著其鑄型腔對角線L的方向調整改變。
9.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，兩組間單體結晶器模塊的兩個對接面，其中的一個是設置在圓角的末端的(或設置在45°折面角的末端)。
10.實用內冷式快速連鑄設備與方法，其特征在于，在鑄型腔兩側的相對轉動的傳動齒輪，嚙合鑄型腔兩側壁上的齒條推動鑄型腔移動的傳動機構。
全文摘要
實用內冷式快速連鑄設備與方法。屬于連鑄技術領域。是采用導管將金屬熔液灌注入由結晶器模塊構成的鑄型腔中，金屬熔液在鑄型腔的裝載下移動，被鑄型腔夾壁中的冷卻水連續的冷卻成鑄坯。能生產線材坯、型材坯、板材坯，其拉坯速度可超過每秒鐘1米，其高溫高速連鑄坯經溫度均衡處理后可直接送入連軋機組，能實現連鑄連軋連續化生產的最優生產控制過程。能使生產效率經濟效益成倍的提高，是工作穩定，工藝完善的實用性強的連鑄設備。
文檔編號B22D11/06GK1134328SQ9510463
公開日1996年10月30日 申請日期1995年4月27日 優先權日1995年4月27日
發明者張連志 申請人:張連志