专利名称：实用内冷式快速连铸设备与方法
实用内冷式快速连铸设备与方法。属于连铸技术领域。
目前的连铸技术一般采用振动式水冷结晶器。连续的向结晶器内浇注钢水。钢水在结晶器内受结晶器水套中冷却水的冷却凝固结壳。并不断的被拉出结晶器。继续的被冷却成铸坯、上述方法其问题在于当拉坯速度达到一定的限度时。由于钢水的结晶速度跟不上。铸坯脱离结晶器时会出现裂纹造成漏钢。因其连铸速度低而限制了生产力的发展。此外中国专利公布了一种申请号为“92109871.5”的“连铸方法与设备”一种由浇注器4通过浇注口灌注到上结晶器5与下结晶器1构成的金属熔液注腔中。上结晶器为固定式。下结晶器1成组对上结晶器5移动。使金属熔液在上下结晶器中冷却水的冷却下形成铸坯。上述方法虽然能使拉坯速度及表面质量都有了大幅度的提高。但是还不够理想。因此设计了一种实用内冷式快速连铸设备与方法。
其目的是提供一种水套冷却的移动式的金属熔液铸型腔及由此构成的快速连铸设备与方法。为连铸连轧连续化生产做配套。
其方法是这样来实现的。实用内冷式快速连铸设备。其结晶器铸型腔是由两组中心对称的其夹壁内有水冷腔的槽形结晶器模块组合对接构成。每组中的个体相同的结晶器模块之间由绞链连接成链。两条结晶器链分别绕在各自相对应的前后辊轮之间。并能沿着自身的轨道移动。两组间的轨道及辊轮的位置可沿其铸型腔对角线的方向调整。调整两组间轨道及辊轮的相对位置。使轨道上的槽型结晶器链。沿其对接面相互对接。组合成能容纳金属熔液的铸型腔。在其入口位置，置入浇注器。使浇注器的导管插入铸型腔中。并置入引坯器。起动主传动机。驱动结晶器铸型腔向前移动。通过浇注导管向铸型腔中灌注金属熔液。金属熔液在铸型腔的装载下向前移动。被结晶器夹壁中冷却水连续的冷却成铸坯。随着结晶器模块链在辊轮及轨道上的循环运行。形成了连续不断的连铸过程。
结晶器铸型腔的水冷系统是由两部分构成的。一部分是固定设置的水位稳定的供水槽、排水槽、供水管、排水管。另一部分是装设在结晶器模块上并与其水冷腔连通的水泵、进水管、排水管、水泵将供水槽中的冷却水注入结晶器模块的水冷腔中并沿着铸型腔壁外流动，使铸型腔壁内的金属熔液受冷却，在其壁内表面以下凝壳，随着铸型腔移动距离与时间的延长，结壳加厚形成铸坯。其冷却换热后的冷却水由出水管排入排水槽中；进水管、水泵、排水管在沿其自身轨道移动的过程中，不受水槽的约束与阻碍。因此保障了结晶器模块在沿其轨道移动中被冷却水连续的冷却，水泵在移动中是由滑线供电工作的。
两组对称的结晶器模块间，其单体的模块的对接面都是与其铸型腔的对角截面相平行的(请见具体实施例)。沿其对角线的方向。向内调整两组轨道的相对位置。使轨道上的结晶器模块的相对应的对接面互相贴合对接。组合成铸型腔。并按照其铸型腔中铸坯在轨道上各点的实际降温收缩尺寸。向内精微调整轨道的相对位置。使两组结晶器模块沿其对接面向内滑动收缩。能使铸型腔的四面侧壁表面与铸坯的四面同步向内收缩，能达到消除气隙的目的。由于铸坯是在铸型腔的装载下移动的不受拉力与摩擦力的作用。铸坯不会裂纹且表面光洁。
增加铸型腔的长度S。可增加铸型腔中铸坯的移动与冷却的时间t在铸坯的冷却条件与拉坯速度V给定时。t=SV]]>增加铸型腔的长度。能增加铸坯的拉坯速度。在铸坯的冷却条件与铸坯的冷却时间t给定的条件下。V2=V1S2S1]]>；V2是铸型腔增长到S2时的拉坯速度。V1是铸型腔长度为S1时的拉坯速度。增长铸型腔的长度能使拉坯速度超过每秒1米。
改变结晶器模块的形状与尺寸可以组合。对接成不同形状尺寸的铸型腔。能生产不同品种及规格的线材坯、型材坯、板材坯、异型材坯，上述的工作过程可由计算机调整监控包括故障检查，故障部件的自动更换等。
其高温高速的连铸坯经温度均衡处理后可直接送入连轧机组。实现连铸连轧连续化生产的最优生产控制过程。能使从钢水到钢材的生产一次完成。能使生产效率经济效益大幅度的增长。
本发明的具体实施例由以下附图给出。
图1是本发明的总体结构示意图。
图2是本发明的A—A剖视结构示意3是本发明的B—B剖视结构示意4是本发明的结晶器模块结构示意图下面结合附图1、2、3、4对本发明的具体实施例作以进一步的说明。
实用内冷式快速连铸设备与方法。其结晶器铸型腔40是由两组中心对称的槽形结晶模块1、2组合对接构成的。每组的各个相邻的单体结晶器模块之间由绞链37连接成槽形的结晶器链。分别绕在辊轮75、76、及77、78之间。并能沿着其各自的轨道38、39自由的移动。轨道38与辊轮75、76的位置是固定的；轨道39与辊轮77、78的位置是可以调整移动的。沿着铸型腔对角线的方向。向内调整轨道39辊轮77、78与轨道38辊轮75、76的相对位置。使轨道39上的结晶器模块2与轨道38上的结晶器模块1互相对接组合成铸型腔40。在入口端置入浇注器43。使其导管44插入铸型腔40中。并置入引坯器。起动主传动机34。驱动设置在铸型腔两侧的传动齿轮31、32相对转动，啮合铸型腔两侧壁上的齿条36推动铸型腔40向前移动。将中间包里的金属熔液通过浇注管42浇注入浇注器43中，并在金属液位控制器的作用下。在浇注器43中形成液位高度恒定的金属液面。其压力恒定的金属熔液通过导管44灌注入铸型腔40中，并在铸型腔40的装载下向出口移动，并被结晶器模块夹壁中水冷腔61内的冷却水连续的冷却成铸坯。当铸型腔移动到出口时。其铸坯已有足够的强度。脱离结晶器后的铸坯48进入下步工序。其结晶器链经辊轮76、75；78、77返回初始位置。并以此往复循环形成了连续不断的连铸过程。由于铸坯是在铸型腔的装载下同步移动的。不受拉力与摩擦力的作用。铸坯不会裂纹且表面光洁，增加结晶器铸型腔的长度，能增加铸型腔内铸坯的移动冷却的时间，增加铸型腔的长度亦能增加铸坯的拉坯速度。能使拉坯的速度提高到每秒钟1米以上。
连铸设备的水冷系统是由两部分构成的。一部分是固定设置的供水管15，供水槽17，排水管12，排水槽24构成，供水管15的供水量在水位控制器20的作用下使供水槽17中的水位高度保持稳定。排水槽24的水位由溢水口保持稳定的，另一部份是装设在各单体结晶器模块1、2上的并与其水冷腔61连通的水泵14，进水管10，出水管12构成。进水管的进水口插在供水槽的水位线以下。供水槽17中的冷却水由水泵14注入结晶器模块夹壁的水冷腔61中。在水冷腔中的铸型腔一侧的冷却壁上设有筋片式结构的散热导流片，用作增加散热及均衡水冷腔内各点的冷却水的流量，使其铸型腔能均匀的高效的散热冷却。换热后的升温冷却水经过出水管12排入排水槽24中，水泵14、进水管10、出水管12均能沿其轨道38、39在供水槽与排水槽中不受阻碍的自由移动。水泵14的供电。控制及信号传输都是通过滑线组28进行的。
为防止水泵14在连铸线上突然故障断水烧毁结晶器模块。采用了高位式的供水槽17。低位的排水槽24及虹吸式的进水弯管10。使虹吸式进水弯管的进水口深深的插在供水槽17的冷却水中。出水管12的出水口插在排水槽的水位以下。一旦水泵出现故障，水冷腔61中的冷却水在上供水槽与下排水槽的水位压差的作用下仍能保持一定水量的流通，能确保结晶器不被烧毁，并使故障水泵或结晶器模块在返回线上被更换。可确保连铸过程无间断的连续运行。
结晶器模块1与结晶器模块2的形状是中心对称的，现以结晶器模块1为例作以说明，结晶器模块1是侧立着的不等边的槽形结构。其槽壁是由外层的壳体与内层的铸型腔壁构成。其内外层夹壁中的空间构成了水冷腔61。在外壳的侧面上设有齿条36。侧面的两端设有绞链37。将前后相邻的结晶器模块连接成结晶器链。外壳的上下两槽壁上设有轨道槽71。能沿着轨道38自由滑动。模块1的内层侧壁表面R1向下延伸平面与其下壁的内层表面S1的向左延伸平面相截交于直线N1。同理结晶器模块2的内侧壁R2、S2相截交于N2，过N1、N2的平面W暂称之为铸型腔对角截面。连接N1、N2的法线L暂称为铸型腔对角线L。模块1的内下壁与内侧壁的夹角制成圆角A1(或双45°折面角)。侧壁上部制成圆角B1(或双45°折面角)使A1＋B1＝180°在矩形或方形铸型腔中A1＝B1＝90°。在结晶器模块1的下壁的末端设有对接面59，侧壁上部B1弧面圆角的末端设有对接面57。同理模块2侧壁下端圆弧面圆角B2的未端设有对接面60，其上壁面的末端设有对接面58，且57∥58∥59∥60∥W。沿铸型腔对角线L的方向向内调整轨道39与38的相对位置。使模块1与模块2的相对应的对接面57与58；59与60相互贴合对接成铸型腔40，并按照其铸型腔中铸坯在移动冷却过程中各点的实际降温收缩尺寸，向内精微调整轨道39、38间的距离。能使铸型腔的四个平面表面与铸坯的四面同步收缩，能补偿由于铸坯降温收缩而形成的气隙，能确保铸坯高效率的均匀的冷却。由此生产的高温高速连铸坯，经过温度均衡处理后可直接送入连轧机组。实现连铸连轧连续化生产的最优生产控制过程，能使生产效率。经济效益大幅度的增加，能使从钢水到钢材的生产一次完成。
上述工作过程可由计算机按操作指令自动完成，包括连铸、均温、连轧的统调监控及故障部件的更换等等。
实用内冷式快速连铸设备与方法，是通过导管将金属熔液灌注到由结晶器模块构成的铸型腔中，金属熔液在铸型腔的装载下移动，被结晶器模块内水冷腔中的冷却水连续的冷却成铸坯的一种连铸设备与方法。
权利要求
1.实用内冷式快速连铸设备与方法，是一种活动模块式连铸设备，其特征在于，通过导管向由结晶器模块构成的铸型腔内灌注金属熔液，使金属熔液在铸型腔的装载下移动，并被铸型腔夹壁内的冷却水连续的冷却成铸坯的连铸过程。
2.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，在连铸设备的入口与出口之间有一段由结晶器模块构成的能连续向出口移动的金属熔液铸型腔。
3.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，连铸设备的水冷系统由两部分构成，一部分是固定设置的供水管、供水槽、排水槽及滑线组构成，另一部分是装设在可移动的结晶器模块上并与其水冷腔相通的水泵、进水管、出水管构成；水泵、进水管及出水管均能沿其轨道在供水槽与排水槽中无障碍的移动。并由水泵将供水槽中的冷却水注入水冷腔，其冷却换热后的冷却水经出水管排入排水槽。
4.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，高位置的供水槽，低位置的排水槽及弯管的进水口插在供水槽水位线以下的虹吸式的进水管及出水口插在排水槽水位线以下的出水管。
5.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，移动式结晶器模块夹壁中的水冷腔及水冷腔内冷却壁上的筋片式结构。
6.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，两组间结晶器模块的中心对称的形状(至少是两组间的结晶器模块的内壁形状是中心对称的)
7.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，两组间结晶器模块的对接面均与其铸型腔的对角截面W相平行。
8.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，结晶器轨道的位置可沿着其铸型腔对角线L的方向调整改变。
9.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，两组间单体结晶器模块的两个对接面，其中的一个是设置在圆角的末端的(或设置在45°折面角的末端)。
10.实用内冷式快速连铸设备与方法，其特征在于，在铸型腔两侧的相对转动的传动齿轮，啮合铸型腔两侧壁上的齿条推动铸型腔移动的传动机构。
全文摘要
实用内冷式快速连铸设备与方法。属于连铸技术领域。是采用导管将金属熔液灌注入由结晶器模块构成的铸型腔中，金属熔液在铸型腔的装载下移动，被铸型腔夹壁中的冷却水连续的冷却成铸坯。能生产线材坯、型材坯、板材坯，其拉坯速度可超过每秒钟1米，其高温高速连铸坯经温度均衡处理后可直接送入连轧机组，能实现连铸连轧连续化生产的最优生产控制过程。能使生产效率经济效益成倍的提高，是工作稳定，工艺完善的实用性强的连铸设备。
文档编号B22D11/06GK1134328SQ9510463
公开日1996年10月30日 申请日期1995年4月27日 优先权日1995年4月27日
发明者张连志 申请人:张连志