一种薄带连铸布流系统及其预热方法与流程

本发明属于连铸技术，特别涉及一种薄带连铸布流系统及其预热方法。

背景技术：

双辊薄带连铸技术作为一种短流程冶金工艺技术，其典型生产工艺为图1所示。薄带连铸典型工艺具体如下。熔融的钢水通过中间包5固定在底部的水口6注入布流器4中，布流器4将钢水均匀地布流在两个结晶辊1a、1b和侧封板2a、2b所围成的空间中形成熔池，结晶辊1a、1b转动，同时，钢水在二者最小缝隙处形成薄带钢。

其中，薄带连铸布流系统包括中间包、布流器和向其输送钢水的水口。布流系统将钢水均匀地布流在两个结晶辊上，布流器采用铝碳质或石英质等耐火材料制造。若布流器温度过低，会导致熔融的钢水经过布流器时在其表面生成冷钢块等杂物，影响铸带质量。为了避免上述缺陷，在浇铸作业前，需要将布流器等布流系统加热至1000-1200℃，并在尽可能短时间内将其安装在工作位置，尽量保证其在浇铸前有相对较高的温度。

目前，布流器在使用中存在安装步骤复杂，烘烤预热均匀性的控制困难等问题。另外，由于该设备的加热温度较高、加热时间较长，所以其烘烤炉炉盖比较容易变形，影响保温效果。

如中国专利cn102049482中所述的一种布流器安装及使用方法。其利用吊挂机构将布流器吊在中间包下部，可以随着中间包运动。烘烤中间包同时烘烤布流器，布流器烘烤炉可以独立控制烘烤温度，烘烤结束布流器随着中间包到达浇铸位，将布流器放置在工作位置的布流器支架上，吊挂机构脱离布流器，等待钢水注入。该专利中，布流器烘烤炉盖只用于中间包烘烤位，不能随着中间包移动，也不能作为中间包在浇铸位时的密闭室密封盖，而其吊装机构需要人工操作脱离布流器，作业效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种薄带连铸布流系统及其预热方法，使布流系统与烘烤装置结合，不需要独立的布流器烘烤系统，充分利用中间包烘烤的热能烘烤布流器；减少设备投入，减少布流器周转过程中的温降使得布流器在烘烤过程中不需要单独的烘烤炉提高该系统的烘烤、安装效率。

本发明适用于浇铸厚度0.5-5mm的金属铸带的双辊式薄带连铸机，或是类似的铸造、冶炼等相关设备和方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种薄带连铸布流系统，其包括，烘烤炉，其内底部设有用于支撑布流器的布流器支架；所述烘烤炉为长方形，其侧壁下部设置排风口，与穿过烘烤炉壁的排风装置相连；排风口上部、烘烤炉炉体中部安装有温度传感器，检测安装区域的炉内温度；烘烤炉盖，设置于所述布流器烘烤炉上端；烘烤炉盖中部设中心通孔，通孔两侧的烘烤炉盖上端面对称设置连接中间包底部的连接杆；烘烤炉盖两连接杆的外侧上端面还对称开设两安装通孔；小炉盖，其外形尺寸与烘烤炉盖中部的中心通孔匹配，并嵌设于该中心通孔内，该小炉盖中央设供水口上部通过的通孔；布流器，为箱型结构，设置于所述布流器烘烤炉内的布流器支架上；布流器下部和/或底部设若干布流孔或槽，布流器两端外侧设有固定孔或固定凹槽；两布流器吊杆，其下部侧向开设通孔，通孔内设连接销或轴，并以此插置于所述布流器两端外侧的固定孔或固定凹槽；两布流器吊杆上部穿过所述烘烤炉盖两连接杆的外侧上端面的两安装通孔，并由螺母锁定于烘烤炉盖上端面；进而，中间包、烘烤炉盖及布流器形成柔性联接；

优选的，所述排风口设有四个，均匀布置在烘烤炉内侧四个角附近；或设有两个排风口，呈对角布置在烘烤炉内侧两个角附近。

又，所述小炉盖为对开式结构，由两块盖体组合而成，每块盖体相对的一侧中间带有半圆形缺口，盖体上端边部周向设置有与烘烤炉盖中部的通孔边缘配合的凸缘。

优选的，所述烘烤炉盖包括金属罩，内部设隔热材料。

优选的，所述烘烤炉盖包括金属罩内隔热材料上、下面设软性耐火材料。

优选的，所述隔热材料为耐火材料。

优选的，所述隔热材料包括位于上部的高隔热性能板和位于下部的耐高温陶瓷纤维板。

优选的，所述隔热材料、软性耐火材料通过若干陶瓷螺套连接在固定于金属罩的若干螺钉上。

所述烘烤炉盖和小炉盖为能够保证烘烤布流器的火焰不会直接与烘烤炉盖的金属结构相接触的耐材结构。

更进一步，还包括布流器吊杆摆动机构，对应每根布流器吊杆设置，其包括，

两个带孔的支座，设置于所述烘烤炉盖上端面的安装通孔的两侧；

两销轴，分别穿设于所述两个带孔的支座的孔内；

摆动盒，其上下面对应开设供布流器吊杆上部穿设的通孔，所述布流器吊杆上部穿过摆动盒，并由螺母锁定于摆动盒上；摆动盒两侧面对应开设连接孔，以此穿设于所述两个带孔的支座之间两销轴上，摆动盒绕两销轴摆动。

锁紧装置，设置于烘烤炉盖上端面，包括固定于烘烤炉盖上端面的固定支板；穿设于固定支板上部的固定螺丝，该固定螺丝头部压紧摆动盒，限制其摆动范围。

优选的，所述销轴通过螺纹固定于所述两个带孔的支座上。

本发明所述的薄带连铸布流系统的预热方法，所述中间包、烘烤炉盖、布流器联接在一起能够同步动作，其中，该布流系统具有至少两个固定的作业位置；其中，

烘烤位，布流器与中间包一同预热，布流器放置于烘烤炉内，烘烤炉盖放置在烘烤炉上部，烘烤炉盖的隔热材料下面所设的软性耐火材料在二者之间形成密封层；

浇铸位，中间包与布流器位于铸辊上方，将钢水注入铸辊与侧封板组成的熔池，进而在铸辊下方形成铸带；

在中间包烘烤位，水口上端安装在中间包底部，下端插入布流器中，烘烤炉盖将水口下部和布流器封装在烘烤炉内，在烘烤炉底部内侧设置排风装置，将中间包烘烤的热能吸至烘烤炉内，并通过控制排风风量调节加布流器热炉内的温度。

该方法还包括布流系统安装步骤：

水口上部安装在中间包底部，与中间包相通，烘烤炉盖中部的长孔套过水口底部，通过烘烤炉盖上部的两个对称布置的连接杆将烘烤炉盖与中间包底部相连，烘烤炉盖和中间包的位置固定后，采用安装小炉盖，将烘烤炉盖和水口之间的间隙密封；进而将布流器与吊杆相连，通过吊杆上部的螺母调节布流器与水口下部之间的距离；此后，锁紧螺丝的头部压紧摆动盒，从而限制吊杆下部与布流器侧面的相对位置不变。

优选的，所述布流器预热炉温度控制器根据相应区域的温度反馈，能够单独调节该区域排风装置的风量，进而调节该区域的温度。

本发明与已有技术的区别和改进之处：

中国专利cn102049482中所述的一种布流器安装及使用方法。其利用吊挂机构将布流器吊在中间包下部，可以随着中间包运动。烘烤中间包同时烘烤布流器，布流器烘烤炉可以独立控制烘烤温度，烘烤结束布流器随着中间包到达浇铸位，将布流器放置在工作位置的布流器支架上，吊挂机构脱离布流器，等待钢水注入。该专利中，布流器烘烤炉盖只用于中间包烘烤位，为两片式对开结构，其不能随着中间包移动，其布流器和炉盖之间没有任何连接关系。锁紧螺杆，其通过螺纹联接在烘烤炉盖上端面的一个锁紧支架上，锁紧螺杆头部压紧摆动盒，限制其摆动范围。

本发明的主要优点：

1、布流器盖随中间包车同步动作，避免烘烤后开闭炉盖等多余步骤，节省设备作业时间；由于烘烤完成后布流器和中间包不需要再进行组装作业，所以减少布流器热量散失。该方法利用中间包烘烤时的热量加热布流器，节省能源消耗以及设备投资。

2、烘烤炉盖采用双盖板设计，方便整体拆装，调整布流器和水口之间的配合尺寸比较容易，提高了工艺扩展性。

附图说明

图1为典型双辊薄带连铸工艺原理图。

图2为本发明布流系统预热装置的结构示意图。

图3为图2的a-a剖视图。

图4为图2的b-b剖视图。

图5为本发明布流系统预热装置中烘烤炉盖的结构示意图。

图6为本发明布流系统预热装置中小炉盖的结构示意图。

图7为图6的侧视图。

图8为图6的c-c剖视图。

图9为本发明布流系统预热控制系统示意图。

具体实施方式

参见图2～图9，本发明的薄带连铸布流系统，其包括，

烘烤炉7，其内底部设有用于支撑布流器4的布流器支架71；所述烘烤炉为长方形，其侧壁下部设置排风口72，与穿过烘烤炉壁的排风装置13相连；排风口72上部、烘烤炉7炉体中部安装有温度传感器14，检测安装区域的炉内温度；

烘烤炉盖8，设置于所述布流器烘烤炉7上端；烘烤炉盖8中部设中心通孔81，通孔81两侧的烘烤炉盖8上端面对称连接中间包底部的连接杆9、9’；烘烤炉盖两连接杆9、9’的外侧上端面还对称开设两安装通孔82、82’；

小炉盖10，其大小与烘烤炉盖8中部的中心通孔81匹配，并嵌设于该中心通孔81内，该小炉盖10中央设供水口6通过的通孔101；

布流器4，为箱型结构，设置于所述烘烤炉7内的布流器支架71上；布流器4下部和/或底部设若干布流孔或槽，布流器两端外侧设有固定孔41或固定凹槽；

两布流器吊杆11、11’，其下部侧向开设通孔111(以布流器吊杆11为例，下同)，通孔111内设连接销112或轴，并以此插置于所述布流器4两端外侧的固定孔41或固定凹槽中；两布流器吊杆11上部穿过所述烘烤炉盖8两连接杆9的外侧上端面的两安装通孔82，并由螺母锁定于烘烤炉盖8上端面；进而，中间包、烘烤炉盖及布流器形成柔性联接。

进一步，所述烘烤炉7为长方形，其底部设置有排风装置13的排风口72穿过烘烤炉壁与排风装置相连，排风口72可以是四个，均匀布置在烘烤炉7底部内侧四个角附近；也可以是两个排风口，呈对角布置在烘烤炉7底部内侧两个角附近；排风口72上部、烘烤炉7炉体中部安装有温度传感器14，检测安装区域的炉内温度。

所述小炉盖10为对开式结构，由两块盖体102、102’组合而成，每块盖体102(以盖体102为例，下同)相对的一侧中间带有半圆形缺口1021，盖体102上端边部周向设置有设与烘烤炉盖8中部的中心通孔81边缘配合的凸缘1022。

优选的，所述烘烤炉盖8包括金属罩，内部设隔热材料。

优选的，所述烘烤炉盖8包括金属罩内隔热材料上、下面设软性耐火材料。

优选的，所述隔热材料为耐火材料。

优选的，所述隔热材料包括位于上部的高隔热性能板和位于下部的耐高温陶瓷纤维板。

优选的，所述隔热材料、软性耐火材料通过若干陶瓷螺套连接在固定于金属罩的若干螺钉上。

所述烘烤炉盖和小炉盖为能够保证烘烤布流器的火焰不会直接与烘烤炉盖的金属结构相接触的耐材结构。

进一步，还包括布流器吊杆摆动机构12，对应每根布流器吊杆11设置，其包括，

两个带孔的支座121、121’，设置于所述烘烤炉盖8上端面的安装通孔82的两侧；

两销轴122、122’，分别穿设于所述两个带孔的支座121的孔内；

摆动盒123，其上下面对应开设供布流器吊杆11上部穿设的通孔，所述布流器吊杆11上部穿过摆动盒123，并由螺母锁定于摆动盒123上；摆动盒123两侧面对应开设连接孔，以此穿设于所述两个带孔的支座121、121’之间两销轴122、122’上，摆动盒123绕两销轴122、122’摆动。

锁紧装置124，设置于烘烤炉盖8上端面，包括固定于烘烤炉盖8上端面的固定支板1241；穿设于固定支板1241上部的固定螺丝1242，该固定螺丝1242头部压紧摆动盒123，限制其摆动范围。

优选的，所述销轴122通过螺纹固定于所述两个带孔的支座121上。

采用薄带连铸典型工艺，熔融的钢水通过中间包5上固定在底部的水口6注入布流器4中，布流器4将钢水均匀地布流在两个结晶辊1a、1b和侧封板2a、2b所围成的空间中形成熔池，结晶辊1a、1b转动，同时，钢水在二者最小缝隙处形成薄带钢，如图1。

本发明所述的布流系统的安装步骤如下：如图2、图3所示，水口6的上部安装在中间包5的底部，与中间包5相通，然后，将烘烤炉盖8通过连接杆9、9’与中间包5的底部相连，此时，水口6的下部通过烘烤炉盖8中部设置的中心通孔，待烘烤炉盖8与中间包5的相对位置确定以后，安装小炉盖10将烘烤炉盖8与水口6之间的间隙密封，其中，小炉盖8的凸起部分插入中心通孔81中，其半圆缺口1021部分对着水口6外表面，其凸缘1022与中心通孔81边缘相贴合，实现水口的密封。小炉盖的结构示意图如图6-8所示；进而将布流器4与两个布流器吊杆11、11’相连，分别通过布流器吊杆11、11’上部的螺母调节布流器4内部与水口6下部之间的距离，确定二者相互之间的安装位置后，分别用固定支板1241上部的固定螺丝1242的头部压紧摆动盒123，从而限制11、11’吊杆的销或轴下部与布流器4侧面的相对位置。

其中，烘烤炉盖8的外部为金属焊接罩式结构，其内部采用耐火材料或耐火材料结合其他材料的复合材料作为隔热材料83，本发明应用的一种特例如图2及图4所示，隔热材料由多种耐火材料组成，包括与金属接触的软性耐火材料831，与烘烤炉接触的软性耐火材料832，耐高温陶瓷纤维板833，以及高隔热性能板834等多层复合材料组成，而这些耐材则是通过陶瓷螺套835固定在烘烤炉盖8的金属焊接件的螺钉上，陶瓷螺套为数十个均匀分布在炉盖内部。特别是，设计的耐材结构能够保证烘烤布流器的火焰不会直接与炉盖的金属结构相接触，避免其局部受热变形。

下面只针对烘烤炉盖一侧的结构进行说明，解释布流器吊杆11与布流器4的配合关系以及拆装方法。布流器吊杆11为了实现烘烤炉盖8能够随布流器4同步动作，如图5所示，烘烤炉盖8上部对应于吊杆位置分别设置有两个带孔的支座121，相应的，有两个销轴122通过螺纹固定在支座121之上，并插入摆动盒123两侧的两个圆孔中，此处，销轴122与圆孔之间的配合间隙较大，能够保证摆动盒123可以绕着销轴122摆动。布流器吊杆11的尾部穿过摆动盒123，并通过其尾部的螺丝与摆动盒123挂在一起，从而布流器吊杆11的上部可以随着摆动盒123左、右摆动，进而其下部可以靠近或远离布流器侧面。

锁紧装置124包括固定在烘烤炉盖8上的固定支板1241和固定螺丝1242，其中，固定支板1241上加工有螺孔，固定螺丝1242拧在螺孔上，其前后动作以调节摆动盒123的位置。

安装布流器时，布流器吊杆11摆动，使得布流器吊杆下部的连接销112与布流器端部固定孔41相配合，并通过布流器吊杆头部的螺丝调整调节布流器和水口之间的配合尺寸，达到目标尺寸后，采用锁紧装置124的固定螺丝1242顶紧摆动盒123，限制吊杆11摆动。

如图2所示，在中间包烘烤位，烘烤炉盖8随着中间包5移动下降，并将水口6和布流器4封在长方形的烘烤炉7内，其中，布流器4的底部与炉内布流器支架71接触，布流器吊杆11的连接销112与布流器4固定凹槽41的底部相接触，布流器吊杆11的上部的螺丝与摆动盒123脱离接触。

设置在烘烤炉7其底部内侧的排风口72穿过烘烤炉壁与排风装置13相连。

排风口72(以一侧排风口72为例，下同)设两个，成对角线对称布置在烘烤炉7底部。排风口72上部、烘烤炉7炉体中部安装有温度传感器14，检测安装区域的炉内温度，排风装置13将中间包烘烤器15的热量吸至烘烤炉7内，布流器预热炉温度控制器16根据相应区域的温度反馈t2，发出相应的电流调节量δi2给排风装置13，驱使后者改调节量，进而改变该区域的温度。