小方坯连铸机的制作方法

本实用新型涉及连铸机械技术领域，更为具体地，涉及一种小方坯连铸机。

背景技术：

在连铸领域中，为了保证产能，同时满足品种钢生产，现有的小方坯连铸机均采用多流低拉速配置，小方坯连铸机包括钢包、中间包以及从中间包分出的8～12流，每一个流均具有结晶器，支承辊道、整体式喷淋架、电磁搅拌器、设置在矫直段的多台拉矫机和火切机，钢水从钢包和中间包，分别流向每一个流，通过每一个流的结晶器一次冷却结晶后形成外壳凝固中心为钢液从结晶器下口拉出，通过整体式喷淋架进行二次冷却后，在二冷段结束为止通过电磁搅拌器施加行波磁场来促进钢液旋流，经过拉矫机矫直后到达火切机进行切割，形成铸坯。

上述小方坯连铸机存在以下缺点：

(1)流数多，流间距小，一般流间距在1.2m左右，满足不了设备在线检修和更换，中间流的拉轿机不能在线检修，周期长，整体式喷淋架喷嘴的更换需通过整体吊出喷淋架来更换。

(2)流数多，采用两中间包形式时会导致各流进入结晶器的钢水温度差别较大，很难保证质量；采用一体式中间包会导致中间包的尺寸大，浇注过程中中间包容易发生变形，从而出现水口不对中的情况，漏钢风险加大，不利于拉速的提高，更不利于生产品种钢。

(3)二冷段采用整体式喷淋架，为了满足低拉速品种钢的生产，一般采用低压气雾小喷嘴，防堵塞能力低，容易堵塞，堵塞后容易导致铸坯冷却不均匀，漏钢风险加剧，铸坯质量恶化，另外，为了达到钢种对水量的要求，整体式喷淋架上设置的喷嘴数量多，不能在线更换，检修时间长且容易出错。

(4)为了满足品种钢的质量要求，减少铸坯内部偏析和疏松，现有的小方坯连铸机，通常采用结晶器电搅或组合式电搅(即M-EMS+F-EMS)，而电搅技术的配置只适合低拉速生产，拉速升高后，液芯加长，内部质量迅速恶化，靠搅拌的方式无法达到铸坯质量要求。

综上所述，现有的小方坯连铸机的配置只适合低拉速生产，缺乏高拉速生产的技术手段，很难实现普碳钢和品种钢的兼容生产，设备更换比较困难，周期长，所以一般更倾向于满足部分产能大的钢种，无法实现全钢种高效高拉速浇注，且无法满足热送热轧甚至是直接轧制的工艺要求。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种适合高拉速、全钢种浇注的小方坯连铸机。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种小方坯连铸机，包括钢包、中间包、结晶器、支承辊道、喷淋装置和拉矫机，其中，所述拉矫机为具有压下功能的单机架拉矫机，设置在所述小方坯连铸机的水平段。

所述小方坯连铸机，其中，从所述中间包分出2～5流，每一流均包括结晶器、支承辊道、喷淋装置和设置在水平段的拉矫机。

所述小方坯连铸机，其中，所述流的流间距为1.4m～2.5m。

所述小方坯连铸机，其中，所述喷淋装置在连铸机辊列曲线上分段设置，每一段的喷淋装置均包括：喷淋架，固定在支承辊道上方；集水管，固定在喷淋架上，所述集水管上设置有进水口和多个出水口，所述进水口设置有水阀，用于控制该段喷淋装置的开关；喷淋管，插拔式固定在所述出水口上，设置在铸坯上方；喷嘴，安装在喷淋管上。

所述小方坯连铸机，其中，所述喷嘴的喷淋区域呈矩形。

所述小方坯连铸机，其中，所述喷淋装置的水压在1.2～2.5Mpa。

所述小方坯连铸机，其中，所述结晶器为梅花型结晶器。

所述小方坯连铸机，其中，还包括：输入单元，输入小方坯连铸机生产铸坯的钢种；拉速设定单元，根据输入单元输入的钢种设定不同的拉速；传动单元，按照上述拉速驱动引锭杆；拉矫机控制单元，根据上述钢种和拉速确定执行压下的拉矫机及其压下量。

所述小方坯连铸机，其中，所述输入单元输入的钢种为普碳钢时，所述拉速设定单元设定的拉速在3.5m/mim～4.5m/mim范围内，所述拉矫机控制单元设定拉矫机不压下，或者一台或多台拉矫机进行轻压下。

所述小方坯连铸机，其中，所述输入单元输入的钢种为品种钢时，所述拉速设定单元设定的拉速在2.5m/mim～3.5m/mim范围内，所述拉矫机控制单元设定一台或多台拉矫机进行重压下。

有益效果

1.本实用新型所述小方坯连铸机在水平段设置单机架拉矫机，采用不同拉矫机进行不同压下量的压下，可以满足不同钢种不同拉速和不同压下量的需求，且拉矫机位于水平段，设备吊装、维护、检修效率提高，同时进行重压下时，不容易产生裂纹。

2.本实用新型所述小方坯连铸机流数少，中间包长度小，不会发生中间包变形而水口不对中的情况；同时在以后会普遍化的小订单生产中，中包横截面小，浪费的耐材和剩余钢水都少，减少了消耗。

3.本实用新型所述小方坯连铸机流数少，流间距可以适当放大，有利于二冷段内设备的检修和更换，也有利于拉矫机设备的检修和更换，大大降低了连铸机的建设成本和铸坯的生产成本。

4.本实用新型所述小方坯连铸机采用矩形大喷嘴，可以实现不用吊装、在线对喷嘴进行更换，以适应生产不同钢种的要求。

5.本实用新型所述小方坯连铸机采用，采用单机架式压下拉矫机，可以单独更换维护，同时在生产普碳钢不用压下技术时，可以吊出压下拉矫机，恢复成传统铸机，降低普碳钢的生产成本。

6.本实用新型小方坯连铸机可以实现高拉速铸坯生产，切割后定尺铸坯的温度高，能够进行直接轧制。

附图说明

通过参考以下具体实施方式及权利要求书的内容并且结合附图，本实用新型的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：

图1是本实用新型小方坯连铸机的示意图；

图2是本实用新型一段喷淋装置的示意图；

图3是本实用新型小方坯连铸机和现有技术连铸机生产小方坯的表面温度对比图；

图4a和4b是本实用新型小方坯连铸机和现有技术连铸机采用高拉速生产小方坯的内部质量的对比图；

图5a和5b是本实用新型小方坯连铸机在水平段进行压下和现有技术连铸机在矫直段进行压下生产的小方坯的内部质量的对比图。

在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

下面将参照附图来对根据本实用新型的各个实施例进行详细描述。

图1是本实用新型小方坯连铸机的示意图，如图1所示，所述小方坯连铸机100包括钢包1、中间包2以及从中间包2分出的2～5流，每一个流均包括：结晶器110、支承辊道120、喷淋装置130和拉矫机140，其中，

所述拉矫机140为具有压下功能的单机架拉矫机，设置在所述小方坯连铸机100的水平段S(例如，小方坯连铸机辊列曲线矫直段以后到火切机之前)，也就是说，单机架拉矫机140能够对铸坯进行轻压下和重压下；

所述喷淋装置130在连铸机辊列曲线上分段设置，如图1所示，所述喷淋装置130分成5段设置，如图2所示，每一段的喷淋装置130均包括：喷淋架(未示出)，固定在支承辊道上方；集水管131，固定在喷淋架上，所述集水管131上设置有进水口131a和多个出水口(未示出)，所述进水口131a设置有水阀(未示出)，通过水阀实现该段喷淋装置的开关，例如，在高拉速生产普碳钢时，各段的喷淋装置130可以全部投用，满足高拉速需要；在生产品种钢时，拉速相对生产普碳钢的拉速较低，可以通过关断一个或多个段喷淋装置的水阀，减小喷淋装置130的长度，从而避免水量太小不能正常雾化带来钢种钢表面质量恶化的情况；喷淋管132，插拔式固定在所述出水口上，设置在铸坯上方；喷嘴133，安装在喷淋管132上。

优选地，所述小方坯连铸机100的流间距为1.4m～2.5m。

优选地，所述喷淋装置130从结晶器出口到第一台拉轿机140前分段设置，所述喷淋装置130的水压为中高压，进一步优选地，所述水压在1.2～2.5Mpa，保证打击力，提高换热效率。

优选地，所述结晶器为梅花型结晶器，所述结晶器的外轮廓为弧形，内腔截面为有弧线或者直线围成的矩形。

优选地，上述小方坯连铸机还包括：输入单元(未示出)，输入小方坯连铸机生产铸坯的钢种，例如，计算机，PLC控制器，工控机等；拉速设定单元，根据输入单元输入的钢种设定不同的拉速；传动单元(未示出)，按照上述拉速驱动引锭杆；拉矫机控制单元(未示出)，根据上述钢种和拉速确定执行压下的拉矫机及其压下量，其中，所述输入单元输入的钢种为普碳钢时，所述拉速设定单元设定的拉速在3.5m/mim～4.5m/mim范围内，所述拉矫机控制单元设定拉矫机不压下，或者一台或多台拉矫机进行轻压下；所述输入单元输入的钢种为品种钢时，所述拉速设定单元设定的拉速在2.5m/mim～3.5m/mim范围内，所述拉矫机控制单元设定一台或多台拉矫机进行重压下。

优选地，喷淋装置130的喷嘴133的喷水形状呈矩形，二冷段内采用较少数量的喷嘴就能够保证冷却的均匀性，加上大流间距，实现在线更换喷嘴，从而满足普碳钢和品种钢不同的水量要求，真正实现全钢种浇注，

本实用新型所述小方坯连铸机采用的流数少，一方面，可以采用大流间距设计，实现二冷设备和拉矫机的在线检修、维护和更换，从而降低检修时间，另一方面，可以缩短中间包的长度，不会发生中包变形而水口不对中的情况，浪费的耐材和剩余钢水都少，减少了消耗。

本实用新型所述小方坯连铸机的拉矫机采用单机架拉矫机，也就是说，每台拉矫机可以单独吊装，从而实现压下拉矫机个数的动态变化，既可以实现多辊压下的轻压下，也可以实现单台压下的重压下技术，并且在生产普碳钢而不需要压下时，可以全部吊出压下功能的拉矫机，从而降低普碳钢生产的成本，同时减小设备在线的损坏。

采用本实用新型所述的小方坯连铸机100对断面尺寸为120×120mm～200×200mm的普碳钢和品种钢等全钢种高拉速浇注，所述小方坯连铸机100为全弧型连铸机，铸机弧半径为8～10.5m，流间距为1.4～2.5m，流数为2～5流，采用链式或半链式引锭杆，在水平段配置轻压下和重压下技术、表面淬冷技术。本小方坯连铸机单流产能表1所示，平均单流满足20万吨品种钢和25万吨普碳钢产能，4流满足80～100万吨品种钢和普碳钢产能。

表1

上述表中年产能计算中年作业率取0.85，金属收得率取0.975，钢的密度取7600kg/m³。

采用现有技术的小方坯连铸机和本实用新型的小方坯连铸机100分别生产断面尺寸为断面150mm×150mm，钢种Q235的普碳钢和钢种72A的品种钢，得到的结果如图3所示，本实用新型小方坯连铸机生产普碳钢Q235的拉速从2.5m/mim提高到3.5m/min，生产品种钢72A的拉速从1.8m/min提高到2.5m/min，且本实用新型小方坯连铸机100生产的普碳钢Q235和品种钢72A距离弯月面30m处的表面温度相较于现有技术的小方坯连铸机10生产的普碳钢Q235和品种钢72A距离弯月面30m处的表面温度提高了100℃以上，因此，本实用新型所述小方坯连铸机100生产普碳钢Q235和品种钢72A可以直接轧制。

在本实用新型的一个实施例中，生产断面150mm×150mm，钢种为普碳钢Q235，采用现有技术方坯连铸机在矫直段的3台拉矫机进行总压下量为5mm，拉速为4m/mim，生产铸坯的内部质量如图4a所示,存在多个缩孔，直径约5mm；采用本实用新型所述方坯连铸机在水平段单台拉矫机进行总压下量为5mm压下在上述拉速下生产上述尺寸和钢种的铸坯，铸坯的内部质量如图4b所示，存在3个缩孔，缩孔的直径小于1mm。

生产断面150mm×150mm，钢种为品种钢72A，采用现有技术方坯连铸机在矫直段的3台拉矫机进行总压下量为10mm，拉速为3m/mim，生产铸坯的内部质量如图5a所示,存在多个缩孔，直径约3mm；采用本实用新型所述方坯连铸机在水平段单台拉矫机进行总压下量为10mm压下在上述拉速下生产上述尺寸和钢种的铸坯，铸坯的内部质量如图5b所示，几乎不存在缩孔。

从图4a-5b可以看出，现有技术的小方坯拉矫机不能够实现高拉速普碳钢和品种钢的生产，本实用新型小方坯连铸机的水平段设置具有压下功能的拉矫机进行重压下可以实现高拉速的普碳钢和品种钢的生产。

尽管前面公开的内容示出了本实用新型的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本实用新型的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。