[發明專利]金屬離心連鑄裝置及其工藝

無效

• 申請號: 201310752789.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103691902A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張立峰;王強強;李菲;王升千
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14;B22D13/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及圓坯澆鑄的方法，屬于冶金技術領域。該方法利用結晶器旋轉從而在鋼液中產生離心力，可以使鋼液中的夾雜物向鑄坯的心部聚集，使得鑄坯邊部及中部的潔凈度得到提高，組織更加致密的金屬離心連鑄裝置及其工藝。

背景技術

連鑄技術是一項把鋼水直接澆鑄成形的先進技術，與傳統的模鑄法相比，連鑄技術具有大幅度提高金屬收得率，節約能源等優勢。生產高附加值、高端的鋼鐵產品一直是鋼鐵行業的重要目標，而連鑄坯的質量對后續加工和最終產品的質量起著重要的作用。我國目前是鋼鐵生產大國，但對高端產品的生產仍然有很多不足之處。例如對圓坯的生產來說，夾雜物的去除得不到有效控制，無法滿足高質量鑄坯生產的要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種在凝固的鋼液中產生離心力，利用鋼液和夾雜物及偏析元素受到的離心力的差異，使得鑄坯凝固完全后，夾雜物和偏析元素最后全部富集在鑄坯中心區域，剩余部分的鑄坯質量得到很大的提高的金屬離心連鑄裝置及其工藝。

本發明的技術方案是：金屬離心連鑄裝置，該裝置包括單流中間包、澆鑄水口、氬氣密封保護罩、澆鑄平臺、圓坯結晶器、冷卻噴嘴、支撐輥組、拉坯裝置和驅動裝置；

所述單流中間包的底部偏心位置設置所述澆鑄水口，且所述澆鑄水口上端的入口半徑大于下端的出口半徑，所述氬氣密封保護罩設置在所述單流中間包的下方，所述澆鑄平臺與所述氬氣密封保護罩連接組成一個保護罩，保護罩設置在所述圓坯結晶器的上端，所述澆鑄水口穿過所述氬氣密封保護罩伸入到所述圓坯結晶器的入口處，所述圓坯結晶器的下方設置所述拉坯裝置，所述拉坯裝置設置與所述圓坯結晶器之間設置至少一組用于冷卻鑄胚的所述冷卻噴嘴和至少一組用于鑄胚成型的支撐輥組，所述冷卻噴嘴與所述支撐輥組呈間隔設置，所述驅動裝置與所述圓坯結晶器、支撐輥組和拉坯裝置連接，實現所述圓坯結晶器、支撐輥組和拉坯裝置同時轉動。

進一步，所述圓坯結晶器為銅制水冷結晶器。

進一步，所述支撐輥組由3個繞著中心軸呈120°夾角分布支撐輥組成，且每個所述支撐輥均與所述驅動裝置連接實現自轉。

本發明的另一目的是提供上述裝置的澆鑄鋼水連鑄工藝，具體包括以下步驟：

1）單流中間包和澆鑄水口在開澆前預熱到900℃以上，烘烤完畢放置在澆鑄平臺上方等待開澆；

2）澆鑄平臺上的引錠桿小車開至圓坯結晶器處，采用上裝的方式將引錠桿放入圓坯結晶器中，當引錠頭到達距離圓坯結晶器頂部適當位置時，進行引錠頭密封；

3）裝有鋼水的單流中間包放在澆鑄平臺上，鋼水過熱度控制在10-50℃之間；

4）以流量為10-100L/min向氬氣密封保護罩內持續通入氬氣，?

5）啟動驅動裝置，驅動圓坯結晶器和拉坯裝置以轉速為40?-5000轉/分轉動，驅動支撐輥組的支撐輥以轉速為40-5000轉/分自轉；

6）開澆后，單流中間包內鋼水通過澆鑄水口偏心注入旋轉的圓坯結晶器中，當其液面高度距離圓坯結晶器頂部80mm時，打開塞棒，同時向下緩慢抽拉引錠桿，逐漸成型的鋼坯經冷卻噴嘴進行冷卻，經支撐輥組對鑄坯進一步成型，同時將拉速緩慢上升至正常拉速0.3-2.0m/min；

????7）當成型后鑄坯到達拉坯裝置后與引錠桿脫離，進入切割區。

????本發明的有益效果是：由于采用上述技術方案，本發明克服現有連鑄工藝在鋼水連鑄過程中無法實現對夾雜物的分布控制，利用在凝固的鋼液中產生離心力，利用鋼液和夾雜物及偏析元素受到的離心力的差異，使得鑄坯凝固完全后，夾雜物和偏析元素最后全部富集在鑄坯中心區域，剩余部分的鑄坯質量得到很大的提高，且組織更加致密。

附圖說明

圖1為本發明金屬離心連鑄裝置的結構示意圖。

圖2為圖1的A-A剖視示意圖。

圖中：

1-鋼包；2-單流中間包；3-澆鑄水口；4-氬氣密封保護罩；5-澆鑄平臺；6-圓坯結晶器；7-冷卻噴嘴；8-支撐輥組；9-拉坯裝置。

具體實施方法

下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案作進一步說明。

如圖1所示，本發明金屬離心連鑄裝置，該裝置包括單流中間包、澆鑄水口、氬氣密封保護罩、澆鑄平臺、圓坯結晶器、冷卻噴嘴、支撐輥組、拉坯裝置和驅動裝置；