专利名称：水平连铸机中间包三相电弧加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金行业连铸设备，特别是一种水平连铸机的中间包三相电弧加热装置。
随着连续铸钢技术的发展，水平连铸很有前途。现有的水平连铸，钢水从钢包注入中间包开始连铸，直到铸完，没有加热装置。钢水温度高达1500-1600℃，一包30t的钢水连铸(二流)需要70-80分钟，由于要弥补钢包和中间包的散热损失，必须较多地提高钢水的初始温度才能连铸完毕，这样就带来了不良后果其一、炼钢电炉出钢温度要高，冶炼时间长，炉衬寿命短，使钢水生产成本高；其二、连铸起末温度差别过大，铸坯内部结晶质量不好；其三、钢水在中间包内较长时间处于静止状态，合金成份容易产生偏析；其四、即使钢水温度够高，生产小断面铸坯时经常发生“冻水口”故障，使连铸失败；其五、连铸因故中止时，为了保护中间包不损坏，必须将中间包内的钢水迅速倒入渣盆，浪费很大。总之，由于中间包钢水降温的问题，水平连铸的推广遇到了严重障碍。
本实用新型的目的在于提供一种水平连铸机的中间包三相电弧加热装置，使连铸过程中的中间包的热量损失得到补充，进一步发挥水平连铸的优势。
本实用新型的目的是这样实现的它的中间包21下部由液压系统油缸18夹持，顶盖19上开有三个电极孔，包体底部设有吹氩孔，包体出口设有滑动水口22；包体外设有旋转升降机构，端部设有加热电极15。
上述所说的旋转升降机构，其平台5下方设有小贯量电机1、减速机2、齿圈4；齿圈4与平台5紧固相连，平台5上方设有交流小贯量电机6、减速机9，钢绳12绕过减速机9、滑轮组11，连接配重锤10和电极小车及支臂13；电极小车及支臂13端部设有电极卡头14和电极15，电极小车及支臂13可在立柱3上移动。
本实用新型的优点在于加热系统结构简单，容易制作，运行可靠性高，操作维护简单。由于有加热措施，电炉出钢温度可以降低30-40℃(例如，钢号20Mnsi可以由1650-1660℃降到1610-1620℃)，节约了冶炼电耗20-30KWh/t，炉衬寿命提高10-15％；由于有加热搅拌措施，连铸坯质量提高，钢水成坯率也提高；由于有加热措施，过去屡遭失败的多钢水连铸、小断面钢坯的生产得到顺利实现。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是具有中间包三相电弧加热装置的水平连铸机的整体结构示意及流程图。中间包21内的钢水通过滑动水口22和结晶器23形成带液芯的坯壳，在前辊道27上移动，铸坯的拉动靠拉坯机28，经过最后一架拉坯机后，由同步剪床或火焰切割器24切断成定尺铸坯29，然后由后辊道30输送到冷床。
图2是
图1中中间包21的结构示意图。
图3是图2中间包包体21的俯视图。
图4是电极升降自动调节器的系统图。
图5是图4中电机6的转子结构图。
图6是三相加热电源的原理图。
本实用新型由以下部分组成三相加热电源系统(一)、电极自动升降系统(二)、立柱旋转系统(三)、中间包夹紧系统(四)、中间包底吹氩系统(五)。
所述的三相加热电源系统(一)如图6和图4所示，6-10KV母线45的高压电源经过隔离开关46和真空开关47向电炉变压器48供电，恰当数值的低压电源经过铜排49、软电缆38、导电铜管50、电极卡头14到石墨电极15，三根彼此绝缘排列成正三角形的电极插入中间包内，电极与钢水之间产生弧光，中间包得到了补充热源。
本实用新型的电极直径D1、电极分布圆直径D2、中间包内径D3与加热电压数值的合理配套，才使中间包三相电弧加热技术具有实用性和经济性。根据中间包容量的大小，电极直径D1取Φ150mm或200mm；电极分布圆直径D2取Φ350-Φ400mm；中间包内径D3取Φ1200mm-Φ1600mm。加热电压取80-120V(线电压)，中间包钢渣32的厚度L2保持在30-40mm，容量小的中间包取下限，容量大的中间包则取上限。中间包盖19是作保温用，打结成拱形，中间包包衬引用钙镁砖。
所述的电极自动升降系统(二)如图4和
图1所示，加热功率的大小由电流互感器37检测并经过电弧电流处理器39处理后送入比较器41，加热电压的高低经过电弧电压处理后送入比较器41，当实际加热功率与操作者给定的加热功率相近时，比较器41无输出，变频器42也无输出，电动机6不带电，齿轮7、减速机9、卷筒8、钢丝绳12、电极小车13都处于静止状态，本装置维持给定的功率继续加热。当实际加热功率偏离给定加热功率，如果偏大，电极小车13含沿升降轨道16提升，以减少功率；如果偏小，电极小车13会沿轨道16下降，以加大功率。电极小车13移动的快慢根据偏差的大小由变频器无极调速。配重锤10通过钢绳12和滑轮组11与电极小车13连接，其总质量平衡，以实现电极升降快速跟踪上连铸过程中钢水液面的不断变化，保证电极不上下串动，不接触钢水(如果接触钢水会增碳，破坏铸坯质量)。
本实用新型的电极升降最关键的部件--电机6(也包括旋转电机1)为特制的交流小贯量电机，如图5所示，它的定子绕组43与普通鼠笼电机相似，而转子44为空心钢质，材质10#-45#钢，壁厚10-12mm，其转动惯量GD2非常小，起动力矩大，起动电流仅为鼠笼电机的35-40％，起动发热仅为1/6-1/8，能满足快速跟踪的要求，例如每秒钟动作2-3次，每次电极移动1-2mm。该电机无风叶，全封闭结构，仅靠机壳散热，是在电弧炉粉尘大、温度高、环境恶劣的条件下运行最理想的电机。
所述的立柱旋转系统(三)是为中间包(或钢包)在几个位置都能加热而设置。本实用新型能旋转三根电极，在120°角度以内的多个位置加热。如
图1所示，三根电极15伸出立柱3中心线2500mm-3000mm，有足够长的支臂，当需要改变加热位置时，见
图1和图4，在操作台上用开关将变频器42的输出转接到电动机1上，通过减速机2使齿圈4在立柱3上转动，齿圈4与支撑电极自动升降系统的平台5是连在一起的，于是，整个电极升降系统就转动到新的位置。为了使旋转平稳和定位准确，电动机1也采用变频无极调速。本实用新型的这个特征完全满足了水平连铸的以下操作工艺第一，能加热盛有钢水的钢包，等待第二炉钢能衔接得上来才将钢包内的钢水注入中间包连铸；第二，加热正在连铸的中间包；第三、在向中间包补充钢水前，本装置必须旋转离开；第四、当发生连铸意外中止要吊运中间包时，本装置能迅速旋开。
所述的的中间包平紧系统(四)是为中间包快速吊运而设置的。水平连铸中间包在小车上是用若干个螺栓固定，不能迅速拆卸。本实用新型中间包用油缸18夹紧固定(见
图1)，油缸的夹紧与松开是受液压站的电磁换向阀控制；连铸之前，中间包21吊到小车25的相应位置，左向方向由小车的定位档块定位，拉坯轴线方向由油缸18定位，中间包夹紧以后，开动小车移动油缸17，小车25在钢轨26上往结晶器23方向移动，当中间包21、滑动水口22和结晶器23都贴紧以后，降低油缸17的压力，以不会漏钢水为限，此时准备工作完毕，即可向中间包注入钢水，开始连铸。当发生连铸意外中止时，首先关闭滑动水口22(电磁阀一油缸操动)，然后松开油缸18，旋转加热装置，吊车的龙门钩即可钩住中间包耳轴20吊运出去。
本实用新型在连铸中间包底设置适用的吹氩气装置。如图2所示，氩气通过吹氩管34和透气砖35进入充满钢水的水口座砖通道，通道直径Φ60mm左右，以0.2-0.3Mpa的压力吹气，钢水33获得适度搅拌，上部经过电弧加热温度较高的钢水与下部钢水实现对流，从而达到温度均匀、合金成份均匀的目的。同时，水口座砖通道内的钢水也不会凝固。假如连铸因为拉坯机、结晶器、冷却水供应等环节故障而中止，那么，及时吊运中间包到铸锭区或者返回电炉，打开滑动水口36，完全可以将中间包内的钢水铸锭或回炉，不存在钢水温度不够被迫倒掉的问题。
权利要求1.一种水平连铸机中间包三相电弧加热装置，其特征在于中间包(21)的下部由液压系统油缸(18)夹持，顶盖(19)上开有三个电极孔，包体底部设有吹氩孔，包体出口设有滑动水口(22)；包体外设有旋转升降机构，端部设有加热电极(15)。
2.根据权利要求1所述的水平连铸机中间包三相电弧加热装置，其特征在于上述所说的旋转升降机构，其平台(5)下方设有小贯量电机(1)、减速机(2)、齿圈(4)；齿圈(4)与平台(5)紧固相连，平台(5)上方设有交流小贯量电机(6)、减速机(9)，钢绳(12)绕过减速机(9)、滑轮组(11)，连接配重锤(10)和电极小车及支臂(13)；电极小车及支臂(13)端部设有电极卡头(14)和电极(15)，电极小车及支臂(13)可在立柱(3)上移动。
专利摘要一种水平连铸机中间包三相电弧加热装置,主要是使连铸过程中中间包的热量损失得到补充,进一步发挥水平连铸的优势。它的中间包的下部由液压系统油缸夹持,顶盖上开有三个电极孔,包体底部设有吹氩孔,包体出口设有滑动水口;包体外设有旋转升降机构,端部设有加热电极。本实用新型结构简单,能耗低,使其产品质量较好。
文档编号B22D11/10GK2492327SQ0124982
公开日2002年5月22日 申请日期2001年6月13日 优先权日2001年6月13日
发明者雷森田, 庄斌星 申请人:雷森田