立式连续铸造装置及其方法
【专利摘要】本发明揭示了立式连续铸造装置及其方法，包括：浇注炉头，用于浇注金属液；结晶器，设置在所述浇注炉头的下方，结晶冷凝金属液成为铸坯；引铸机，设置在所述结晶器的下方，向下引铸铸坯；若干隔断层，所述隔断层的设有通孔，所述隔断层用于当引铸中的铸坯达到定尺长度时，铺覆在所述结晶器内，覆盖在金属液面上，后续浇注的金属液流过所述隔断层的通孔，并在相邻的铸坯之间形成局部铸坯连接段；至少一固定夹持器，设置在所述引铸机的下方，用于夹持铸坯；扭转出料车，可扭转和行走，设置在所述固定夹持器的下方；以及至少一扭转夹持器，设置在所述扭转出料车中，用于夹持定尺铸坯，并随所述扭转出料车的扭转而扭断铸坯之间的铸坯连接段。
【专利说明】立式连续铸造装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造领域，进一步的说，是涉及立式连续铸造装置及其方法。
【背景技术】
[0002]目前金属尤其是有色金属立式连续铸造的形式由于方法和设备所限制只能广泛采用立式半连续铸造，仅有少部分采用立式(全)连续铸造；立式半连续铸造每次铸造铸坯到设备限定长度时必须暂停铸造，把此铸坯运出后再能重新进行下一个铸坯铸造，其只能适应铸造长度为几米至近十米的长铸坯，如果需要一米左右短定尺铸坯必须把此长铸坯运输到别处用锯床进行锯切分断，其效率低下；立式(全)连续铸造是在立式半连续铸造的浇注基础上，把引铸用的升降底盘改为引铸机，并且增加了与正在引铸的铸坯同步下行的飞锯装置和定尺铸坯接受出料装置，虽然其效率比立式半连续铸造高，但是由于飞锯装置是以浮动的形式悬置在空中夹紧正在引铸的铸坯以同步随行的状态进行平行于地坪的水平方向锯切分断定尺铸坯，此方法对设备可靠性要求高，从而导致这种设备复杂而昂贵，无法广泛应用。
【发明内容】
[0003]本发明提供了立式连续铸造装置及其方法，克服了现有技术的困难，在立式连续铸造铸坯中用扭转分断定尺铸坯的方法和设备取代现有同步锯切方法和设备，达到免锯切获取定尺铸坯的目的，适用于生产金属大截面定尺铸坯的立式连续铸造方法和设备。
[0004]本发明采用了如下技术方案:
本发明提供了一种立式连续铸造装置，至少包括:
浇注炉头，用于浇注金属液；
结晶器，设置在所述浇注炉头的下方，结晶冷凝金属液成为铸坯；
引铸机，设置在所述结晶器的下方，向下引铸铸坯；
若干隔断层，所述隔断层设有通孔，所述隔断层用于当引铸中的铸坯达到定尺长度时，铺覆在所述结晶器内，覆盖在金属液面上，后续浇注的金属液流过所述隔断层的通孔，并在相邻的铸坯之间形成局部铸坯连接段；
至少一固定夹持器，设置在所述引铸机的下方，用于夹持铸坯；
扭转出料车，可扭转和行走，设置在所述固定夹持器的下方；以及至少一扭转夹持器，设置在所述扭转出料车中，用于夹持铸坯，并随所述扭转出料车的扭转而扭断铸坯之间的铸坯连接段。
[0005]优选地，所述扭转出料车的扭转中心位于所述弓丨铸机的引铸中心线。
[0006]所述隔断层的横截面的形状与所述结晶器内横截面的形状相同。
[0007]优选地，所述隔断层为耐高温阻隔层，其耐火度高于金属液的温度。
[0008]优选地，所铸造的金属牌号和规格不同，通孔的数量形状位置也不同。
[0009]优选地，所述隔断层为耐火纤维阻隔层。[0010]优选地，所述扭转出料车内设有两层扭转夹持器。
[0011]本发明还提供了一种立式连续铸造方法，采用上述立式连续铸造装置，至少以下步骤:
步骤(I)、浇注炉头浇注金属液到结晶器中，结晶器结晶冷凝金属液形成铸坯，引铸机向下引铸铸坯；
步骤(2)、判断引铸中的铸坯的长度是否达到定尺长度，若是，则执行步骤(3)，若否，则执行步骤(I);
步骤(3)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，铺覆一隔断层在结晶器内，覆盖在金属液面上，隔断层的设有通孔，离开结晶器的铸坯将转化为定尺铸坯；
步骤(4)、浇注炉头浇注金属液到结晶器中，结晶器结晶冷凝金属液形成铸坯，引铸机向下引铸铸坯，金属液流过隔断层的通孔，并在相邻的铸坯之间形成局部铸坯连接段；
步骤(5)、判断引铸中的铸坯的长度是否达到定尺长度，若是，则执行步骤(6)，若否，则执行步骤(4)；
步骤(6)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，铺覆一隔断层在结晶器内，覆盖在金属液面上，隔断层的设有通孔，离开结晶器的铸坯将转化为定尺铸坯；
步骤(7)判断最下端的定尺铸坯是否完全进入扭转出料车，若是，则执行步骤(6)，若否，则执行步骤(4);以及
步骤(8)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，扭转夹持器夹持最下端的定尺铸坯，固定夹持器夹持其余的铸坯，扭转夹持器随扭转出料车的扭转，扭断最下端的定尺铸坯上表面的铸坯连接段，返回步骤(4)。
[0012]优选地，所述扭转出料车的扭转中心位于所述弓I铸机的引铸中心线。
[0013]优选地，所述步骤(8)中还包括扭转出料车送走定尺铸坯后，再返回引铸中心线起始位置。
[0014]优选地，所述步骤(8 )中还包括扭断定尺铸坯的铸坯连接段后，松开固定夹持器再进行浇注和引铸。
[0015]优选地，所述隔断层为耐高温阻隔层，其耐火度高于金属液的温度。
[0016]优选地，所铸造的金属牌号和规格不同，通孔的数量形状位置也不同。
[0017]优选地，所述隔断层为耐火纤维阻隔层。
[0018]当立式浇注引铸铸坯到所需定尺长度时暂停浇注和引铸，接着在结晶器内的金属液面上铺覆一层与结晶器内横截面形状相同的中间留有通孔的耐火度高于所浇铸金属液温度的耐火纤维毯阻隔层，此耐火纤维毯阻隔层一方面起到使处在定尺位置上下二个铸坯间的阻隔分层作用，另方面因为它留有的通孔可以使再接着浇注时能在这个通孔中形成连接上下二个铸坯的铸坯连接段10 (小截面短金属连接段)，造成此耐火纤维毯阻隔层上下二个铸坯间既能定尺分层又能具有“藕断丝连”的人为夹杂层，其具有既能维持继续传递引铸机的牵引力，又能方便通过扭转实现分断在定尺位置上下二个铸坯间铸坯连接段10 (小截面短金属连接段)的功能；接着在这个留有通孔的耐火纤维毯阻隔层上再进行浇注和引铸，直到下一个铸坯铸造到定尺位置又一次暂停浇注和引铸，此时除了重复在结晶器内的金属液面上铺覆留有通孔的耐火纤维毯阻隔层外，同时使用固定夹持器夹紧与结晶器相连的上面那个正在引铸的铸坯，使用扭转出料车上的扭转夹持器夹紧已进入扭转出料车内的下面那个定尺铸坯，随后扭动扭转夹持器，对定尺铸坯进行扭转分断动作，直至把处于定尺位置留有通孔的耐火纤维毯阻隔层中间通孔中那段铸坯连接段10 (小截面短金属连接段)扭转分断再由扭转出料车移走送出定尺铸坯；这时松开固定夹持器再进行浇铸和引铸，在用扭转出料车把那个已分断的定尺铸坯运送出去后，扭转出料车返回引铸中心线起始位置准备接受下一个定尺铸坯；就这样的方法和设备完成立式连续铸造周而复始地进行以扭断取代锯断的铸坯定尺分断出料工作。
[0019]由于使用了以上技术，本发明的立式连续铸造装置及其方法简单可靠适用于立式连续铸造大截面定尺铸坯的方法和设备，在现有立式(全)连续铸造浇注和引铸的基础上，以定尺分层浇注结合用扭转分断的方法和设备获取定尺铸坯取代现有用与铸坯随行同步飞锯的方法和设备获取定尺铸坯。
[0020]以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
[0021]【专利附图】
【附图说明】
图1为本发明的第一实施例的立式连续铸造装置的剖面图；
图2为本发明中隔断层的结构示意图；
图3为本发明的立式连续铸造方法的流程图；
图4为本发明的第二实施例的立式连续铸造装置的剖面图。
[0022]附图标记
I浇注炉头
2结晶器
3引铸机
4隔断层
5铸坯
6定尺铸还
7固定夹持器
8扭转夹持器
9扭转出料车
10铸坯连接段
【具体实施方式】
[0023] 下面通过图1至4来介绍本发明的具体实施例。
[0024]第一实施例
如图1所示，本发明的一种立式连续铸造装置。如图1所示，图中浇注炉头1，结晶器2，引铸机3是现有立式全连续铸造的传统部件；固定夹持器7，扭转夹持器8，扭转出料车9，铸坯连接段10是本发明增设的部件。
[0025]本发明的一种立式连续铸造装置，其中，浇注炉头I用于浇注金属液。结晶器2设置在所述浇注炉头I的下方，结晶冷凝金属液成为铸坯5。引铸机3设置在所述结晶器2的下方，向下引铸铸坯5。若干隔断层4，所述隔断层4的设有通孔，所述隔断层4用于当引铸中的铸坯5达到定尺长度时，铺覆在所述结晶器2内，覆盖在金属液面上，后续浇注的金属液流过所述隔断层4的通孔，并在相邻的铸坯5之间形成一铸坯连接段10。一固定夹持器7，设置在所述引铸机3的下方，用于夹持铸坯5。扭转出料车9，可扭转和行走，设置在所述固定夹持器7的下方。两扭转夹持器8，设置在所述扭转出料车9中，用于夹持定尺铸坯6，并随所述扭转出料车9的扭转而扭断定尺铸坯6之间的铸坯连接段10。
[0026]所述扭转出料车9的扭转中心位于所述引铸机3的引铸中心线。所述隔断层4的横截面的形状与所述结晶器2内横截面的形状相同。所述隔断层4为耐高温阻隔层，其耐火度高于金属液的温度。所述隔断层4为耐火纤维阻隔层。
[0027]本发明在进行立式连续铸造定尺铸坯时以扭转分断定尺铸坯，获得以扭断取代锯断的免锯切效果。浇注炉头1，结晶器2，引铸机3，固定夹持器7，扭转夹持器8，扭转出料车9构成。由固定夹持器7扭转夹持器8和扭转出料车9配合完成扭转分断定尺铸坯6与正在引铸的铸坯5之间的连接的功能。在进行立式连续铸造定尺铸坯时在浇注和引铸的铸坯达到定尺位置时先暂停浇注炉头I的浇注和引铸机3的引铸，然后在结晶器2内铺覆一层与结晶器2横截面形状相同的耐火度高于金属液温度的相对结晶器横截面留有通孔的耐火纤维毯阻隔层4作为上下二个铸坯间定尺分层界限。
[0028]进行扭断前先由固定夹持器7夹紧正在引铸的铸坯5，扭转夹持器8夹紧定尺铸坯6，然后再由扭转出料车9扭动扭转夹持器8把定尺铸坯6与正在引铸的铸坯5之间的留有通孔的耐火纤维毯阻隔层4通孔中的那个铸坯连接段10 (小截面短金属连接段)因为扭转而分断。
[0029]扭转出料车9将把分断后的定尺铸坯6运出引铸中心线位置外面，方便运输定尺铸坯6，具有扭断上下二个铸坯间小截面短连接的铸坯连接段10和运送出定尺铸坯6的用途。
[0030]图2为本发明中隔断层的结构示意图。如图2所示，隔断层4中通孔的形状可以是方形。也可以是圆形或是三角形等等，不以此为限。所铸造的金属牌号和规格不同，通孔的数量形状位置也不同。以此能够保证，作为上下二个铸坯间定尺分层界限的留有通孔的耐火纤维毯阻隔层4的通孔面积能使上下二个铸坯阻隔而不断，既能使上下二个铸坯具有定尺分层作用，又能使局部铸坯连接段10 (小截面短金属连接段)连接上下二个铸坯传递引铸机3的引铸力作用，同时还能方便由安装在扭转出料车9上的扭转夹持器8的扭转而分断定尺铸坯6与正在引铸的铸坯5之间的连接。
[0031]图3为本发明的立式连续铸造方法的流程图。如图3所示，本发明的一种立式连续铸造方法，采用上述立式连续铸造装置，至少以下步骤:
步骤(I)、浇注炉头浇注金属液到结晶器中，结晶器结晶冷凝金属液形成铸坯，引铸机向下引铸铸坯。
[0032]步骤(2)、判断引铸中的铸坯的长度是否达到定尺长度，若是，则执行步骤(3)，若否，则执行步骤(I)。
[0033]步骤(3)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，铺覆一隔断层在结晶器内，覆盖在金属液面上，隔断层的设有通孔，离开结晶器的铸坯将转化为定尺铸坯。
[0034]步骤(4)、浇注炉头浇注金属液到结晶器中，结晶器结晶冷凝金属液形成铸坯，弓丨铸机向下引铸铸坯，金属液流过隔断层的通孔，并在相邻的铸坯之间形成局部铸坯连接段。
[0035]步骤(5)、判断引铸中的铸坯的长度是否达到定尺长度，若是，则执行步骤(6)，若否，则执行步骤(4)。[0036]步骤(6)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，铺覆一隔断层在结晶器内，覆盖在金属液面上，隔断层的设有通孔，离开结晶器的铸坯将转化为定尺铸坯。
[0037]步骤(7)判断最下端的定尺铸坯是否完全进入扭转出料车，若是，则执行步骤
(6)，若否，则执行步骤(4)。以及
步骤(8)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，扭转夹持器夹持最下端的定尺铸坯，固定夹持器夹持其余的铸坯，扭转夹持器随扭转出料车的扭转，扭断最下端的定尺铸坯上表面的铸坯连接段，扭转出料车把定尺铸坯扭转分断以后，把这个铸坯运送出，再返回到引铸中心线等候下次工作，期间所有的夹持器都返回到松开的位置，尤其是固定夹持器必须松开后才能继续进行浇注和引铸，返回步骤(4)。
[0038]所述扭转出料车的扭转中心位于所述引铸机的引铸中心线。所述步骤(8)中还包括扭转出料车送走定尺铸坯后，再返回引铸中心线起始位置。所述步骤(8)中还包括扭断定尺铸坯的铸坯连接段后，松开固定夹持器再进行浇注和引铸。所述隔断层为耐高温阻隔层，其耐火度高于金属液的温度。所铸造的金属牌号和规格不同，通孔的数量形状位置也不同。
[0039]本发明的【具体实施方式】如下:
刚开始时定尺铸坯6还没有铸造其不存在，固定夹持器7和扭转夹持器8都处于放松张开状态，扭转出料车9在引铸中心线的起始位置，先由浇注炉头I向结晶器2内持续浇注定量供应的金属液，金属液经过结晶器2的结晶冷凝成为固体正在引铸的铸坯5，当正在引铸的铸坯5由引铸机3匹配浇铸量同时向下引铸到约定的定尺长度时，一方面铸造成与结晶器2相连新的正在引铸的铸坯5，另一方面使脱离结晶器2后原来正在引铸的铸坯5逐步转化成为定尺铸坯6，此时暂停浇注炉头I向结晶器2内浇铸供应金属液和暂停引铸机3的引铸工作，接着在结晶器2内的金属液面上铺覆一层与结晶器2内横截面形状相同的耐火度高于金属液温度的留有通孔的耐火纤维毯阻隔层4，然后再继续由浇注炉头I向结晶器2内持续浇铸定量供应的金属液和引铸机3的同步引铸工作。当正在引铸的铸坯5再次成为定尺铸坯6时，下面的那个定尺铸坯6已完全进入扭转出料车9内的扭转夹持器8的位置，此时再次暂停浇注炉头I向结晶器2内供应金属液和引铸机3的同步引铸工作，又接着在结晶器2的金属液面上铺覆一层留有通孔的耐火纤维毯阻隔层4。同时使固定夹持器7和扭转夹持器8分别夹紧正在引铸的铸坯5和定尺铸坯6，然后扭转出料车9进行扭转动作，直至把在正在引铸的铸坯5与定尺铸坯6间的留有通孔的耐火纤维毯阻隔层4中那个局部铸坯连接段10 (小截面短金属连接段)扭断，再由扭转出料车9把已扭断分开的定尺铸坯6运送出引铸中心线，然后扭转出料车9返回引铸中心线的位置等候下次动作。此时使固定夹持器7放松张开，接着又是开始浇注炉头I向结晶器2内持续供应金属液和引铸机3的同步引铸工作。就是这样周而复始地在上下二个铸坯间人为设置作为定尺用留有通孔的耐火纤维毯阻隔层再结合夹紧扭转力扭断的方法和设备来取代现有采用复杂昂贵同步锯切和出料装置，以实现扭断代替锯断，达到免锯切得到定尺铸坯的目的。
[0040]第二实施例
图4为本发明的第二实施例的立式连续铸造装置的剖面图。如图4所示，引铸机3到扭转夹持器8之间的距离可以容纳两段定尺铸坯6的立式连续铸造装置的结构示意图。与第一实施例中不同的是，引铸机3到扭转夹持器8之间的距离并不限于只容纳一段定尺铸坯6 (第一实施例)，而是也可以容纳多段定尺铸坯6，并且配合多组固定夹持器7。其他各部件的连接关系、功能、以及相应的立式连续铸造方法等均与第一实施例相同，此处不再赘述。
[0041]综上可知，本发明的立式连续铸造装置及其方法简单可靠适用于立式连续铸造大截面定尺铸坯的方法和设备，在现有立式(全)连续铸造浇注和引铸的基础上，以定尺分层浇注结合用扭转分断的方法和设备获取定尺铸坯取代现有用与铸坯随行同步飞锯的方法和设备获取定尺铸坯。
[0042]以上的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
【权利要求】
1.一种立式连续铸造装置，其特征在于，至少包括: 浇注炉头(1)，用于浇注金属液； 结晶器(2)，设置在所述浇注炉头(1)的下方，结晶冷凝金属液成为铸坯(5)； 引铸机(3)，设置在所述结晶器(2)的下方，向下引铸铸坯(5)； 若干隔断层(4)，所述隔断层(4)的设有通孔，所述隔断层(4)用于当引铸中的铸坯(5)达到定尺长度时，铺覆在所述结晶器(2)内，覆盖在金属液面上，后续浇注的金属液流过所述隔断层(4)的通孔，并在相邻的铸坯(5)之间形成局部铸坯连接段(10)； 至少一固定夹持器(7)，设置在所述引铸机(3)的下方，用于夹持铸坯(5)； 扭转出料车(9)，可扭转和行走，设置在所述固定夹持器(7)的下方；以及至少一扭转夹持器(8 )，设置在所述扭转出料车(9 )中，用于夹持定尺铸坯(6 )，并随所述扭转出料车(9)的扭转而扭断定尺铸坯(6)之间的铸坯连接段(10)。
2.如权利要求1所述的立式连续铸造装置，其特征在于:所述扭转出料车(9)的扭转中心位于所述引铸机(3)的引铸中心线。
3.如权利要 求1所述的立式连续铸造装置，其特征在于:所述隔断层(4)的横截面的形状与所述结晶器(2)内横截面的形状相同。
4.如权利要求1所述的立式连续铸造装置，其特征在于:所述隔断层(4)为耐高温阻隔层，其耐火度高于金属液的温度。
5.如权利要求1所述的立式连续铸造装置，其特征在于:所述隔断层(4)为耐火纤维阻隔层。
6.一种立式连续铸造方法，采用如权利要求1所述立式连续铸造装置，其特征在于，至少以下步骤: 步骤(1)、浇注炉头浇注金属液到结晶器中，结晶器结晶冷凝金属液形成铸坯，引铸机向下引铸铸坯； 步骤(2)、判断引铸中的铸坯的长度是否达到定尺长度，若是，则执行步骤(3)，若否，则执行步骤(1); 步骤(3)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，铺覆一隔断层在结晶器内，覆盖在金属液面上，隔断层的设有通孔，离开结晶器的铸坯将转化为定尺铸坯； 步骤(4)、浇注炉头浇注金属液到结晶器中，结晶器结晶冷凝金属液形成铸坯，引铸机向下引铸铸坯，金属液流过隔断层的通孔，并在相邻的铸坯之间形成局部铸坯连接段； 步骤(5)、判断引铸中的铸坯的长度是否达到定尺长度，若是，则执行步骤(6)，若否，则执行步骤(4)； 步骤(6)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，铺覆一隔断层在结晶器内，覆盖在金属液面上，隔断层的设有通孔，离开结晶器的铸坯将转化为定尺铸坯； 步骤(7)判断最下端的定尺铸坯是否完全进入扭转出料车，若是，则执行步骤(6)，若否，则执行步骤(4);以及 步骤(8)、暂停浇注炉头向结晶器内浇注金属液，扭转夹持器夹持最下端的定尺铸坯，固定夹持器夹持其余的铸坯，扭转夹持器由扭转出料车的扭转，扭断最下端的定尺铸坯上表面的铸坯连接段，返回步骤(4)。
7.如权利要求6所述的立式连续铸造方法，其特征在于:所述扭转出料车的扭转中心位于所述引铸机的引铸中心线。
8.如权利要求7所述的立式连续铸造方法，其特征在于:所述步骤(8)中还包括扭转出料车送走定尺铸坯后，再返回引铸中心线起始位置。
9.如权利要求7所述的立式连续铸造方法，其特征在于:所述步骤(8)中还包括扭断定尺铸坯的铸坯连接段后，松开固定夹持器再进行浇注和引铸。
10.如权利要求6所述的立式连续铸造方法，其特征在于:所述隔断层为耐高温阻隔层，其耐火度高于金属液的温度。
11.如权利要求6所 述的立式连续铸造方法，其特征在于:所述隔断层为耐火纤维阻隔层。
【文档编号】B22D11/041GK103706769SQ201410029185
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】诸琢玉 申请人:上海星祥电气有限公司, 诸琢玉, 陈伟星