本发明涉及异型坯连铸领域，更具体地说，涉及一种异型坯中间包快换方法。
背景技术：
随着钢铁企业的发展和整体工业水平的提高，钢铁生产规模不断变大，对生产效率的要求越来越高，炼钢连铸的生产效率已成为钢铁企业发展的瓶颈问题。在连铸方面，为实现长时间不间断的连续浇铸，目前已开发有浸入式水口快速更换工艺、钢包快速更换工艺及相关设备。连铸中间包使用寿命直接影响了连铸机作业率的提高，采用连铸中间包快换技术，可减少铸机停机次数，有效减少中间包准备时间，提高铸机作业率，提高铸机产能，降低生产成本。
在中间包使用寿命无法显著延长的条件下，开发中间包快换工艺显得非常必要。其中，异型坯的连铸过程中由于异型坯的铸坯断面几何形状特殊，凝固速度快，在中间包快换过程中对新旧铸坯连接处的牢固程度、快换速度、连接精度要求较高，但目前中间包快换过程主要由操作人员手动操作，工艺稳定性难以保证，人工将钢制连坯构件插入结晶器内钢水中时，一旦操作失误，轻则在结晶器铜板上留下划痕，降低铸坯表面质量，重则损坏结晶器铜板，造成生产事故，打乱生产节奏。
现有技术中关于异型坯中间包快换装置已有相关技术方案公开，例如专利公开号：cn1986115a，公开日：2007年06月27日，发明创造名称为：异型坯连铸中包快换水口浇注方法及装置，该申请案包括中包和结晶器，中包至少设置两个中包水口，每个中包水口下方设置快换水口机构，其上设有滑动上水口和滑动下水口，分别与中包水口及全浸入式水口相连接，全浸入式水口插设在结晶器内，由托架支承，钢水由这两个密闭流钢通道进行浇注，杜绝钢水二次氧化，改善铸坯质量；快换水口机构实施钢水流量及在结晶器内液位的调控，减少粘结、漏钢倾向；实现在线快速更换水口，提高中包连浇炉数，减少中包更换次数和中包用量，提高铸机作业率。但是，该申请案中连坯构件的安装速度以及安装精度较低，难以确保中间包快换操作的顺利完成。但是，该申请案中使用的连坯构件无法保证新旧铸坯之间牢固的连接。
综上所述，如何克服现有连坯构件在中间包快换操作时安装速度以及安装精度较低的不足，是现有技术中亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有连坯构件在中间包快换操作时安装速度以及安装精度较低的不足，提供了一种异型坯中间包快换方法，提高了安装速度，保证了安装精度，确保中间包快换操作的顺利完成。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的异型坯中间包快换方法，包括以下步骤：
步骤a：准备好异型坯中间包快换装置；
步骤b：将异型坯中间包快换装置安装于结晶器上方；
步骤c：逐步减少结晶器内保护渣添加量，当结晶器内保护渣层厚度为3-8mm且结晶器内钢液面温度为1510-1530℃时，旋转旋转盘将两块连坯构件同时插入结晶器内的目标位置；
步骤d：中间包钢水浇至结晶器内。
作为本发明更进一步的改进，所述异型坯中间包快换装置包括：
支撑架，所述支撑架内部设有两个相互平行的滑轨，所述滑轨沿垂直方向设置；
承载杆，所述承载杆沿水平方向设置，承载杆的一端配合安装在一滑轨上，承载杆的另一端配合安装在另一滑轨上；
连坯构件，所述连坯构件包括两个相互平行的水平段，两个水平段之间通过垂直段连接；所述垂直段的上部连接有若干向上方倾斜的倾斜段，所述垂直段的下部连接有若干向下方倾斜的倾斜段；所述承载杆的两端分别连接有一连坯构件。
作为本发明更进一步的改进，所述承载杆的两端分别设有定位槽，每个定位槽的两侧分别设有向外延伸的延伸杆；所述连坯构件上部水平段的中部设有分别向两侧延伸的定位凸起，所述定位凸起悬挂于所述定位槽的上方。
作为本发明更进一步的改进，所述支撑架内安装有升降件，所述升降件的一侧配合安装于一垂直方向上的滑道上，所述升降件的另一侧上设有垂直方向的直齿条；所述直齿条与传动齿轮啮合，所述传动齿轮的端部通过传动杆与旋转盘的中部连接；所述承载杆的中部连接于所述升降件上。
作为本发明更进一步的改进，所述支撑架的底部设有若干定位件。
作为本发明更进一步的改进，所述支撑架内设有渣厚计，所述渣厚计为缠绕铜制丝线的丝线盘。
作为本发明更进一步的改进，所述支撑架的顶部设有激光测距仪。
作为本发明更进一步的改进，所述支撑架的顶部设有红外测温仪。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的目的在于克服现有的异型坯中间包快换时安装连坯构件的安装精度、安装速度以及安装时机不稳定的不足，提供了一种异型坯中间包快换装置及方法，其能够掌握连坯构件的最佳安装时机，提高了安装速度，保证了安装精度，提高了铸坯接缝质量，确保中间包快换操作的顺利完成，提高了生产效率。
(2)本发明中连坯构件的几何形状，有利于中间包快换过程连坯构件快速插入结晶器内与钢液无缝熔合凝固，并与中间包更换后的钢水密切熔合凝固，能够保证新旧铸坯牢固连接。
(3)本发明的异型坯中间包快换装置，能够监测结晶器内保护渣厚度和钢水温度，从而保证连坯构件的准确安装时机，且能够保证两个连坯构件同步和迅速安装，其三维定位功能可保证连坯构件的安装精度，避免连坯构件碰擦损坏结晶器铜板。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例的异型坯中间包快换装置的主视结构示意图；
图2为实施例的异型坯中间包快换装置的侧视结构示意图；
图3为实施例中连坯构件的主视结构示意图；
图4为实施例中承载杆的俯视结构示意图；
图5为实施例中异型坯的俯视结构示意图；
图6为实施例的异型坯中间包快换方法的流程图。
示意图中的标号说明：1、支撑架；2、连坯构件；201、水平段；2011、定位凸起；202、垂直段；203、倾斜段；204、缓冲段；205、伸入杆；206、延伸杆；207、分流段；3、延伸杆；4、渣厚计；5、旋转盘；6、传动杆；7、传动齿轮；8、升降件；9、滑轨；10、定位件；11、激光测距仪；12、红外测温仪；13、承载杆；1301、定位槽；14、异型坯。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
参考图1-5，本实施例的异型坯中间包快换装置，包括：支撑架1，支撑架1内部设有两个相互平行的滑轨9，滑轨9沿垂直方向设置；承载杆13，承载杆13沿水平方向设置，承载杆13的一端配合安装在一滑轨9上，承载杆13的另一端配合安装在另一滑轨9上；连坯构件2，连坯构件2是用来连接快换中包前后钢液所形成的新旧铸坯的钢制结构件，连坯构件2包括两个相互平行的水平段201，两个水平段201之间通过垂直段202连接；垂直段202的上部连接有若干向上方倾斜的倾斜段203，垂直段202的下部连接有若干向下方倾斜的倾斜段203，垂直段202上部、下部的倾斜段203设计，使得连坯构件2能够与凝固后的钢液紧密连接，保证新旧铸坯牢固连接；承载杆13的两端分别连接有一连坯构件2。其中，承载杆13的两端分别设有定位槽1301，每个定位槽1301的两侧分别设有向外延伸的延伸杆3；连坯构件2上部水平段201的中部设有分别向两侧延伸的定位凸起2011，定位凸起2011悬挂于定位槽1301的上方，定位凸起2011能够支撑整个连坯构件2的重量，定位槽1301用于将连坯构件2悬挂于特定高度，使用时，将上部水平段201上向两侧延伸的定位凸起2011分别搭在对应延伸杆3上，然后向定位槽1301方向推动连坯构件2，使得连坯构件2的垂直段202穿过定位槽1301，连坯构件2上的定位凸起2011悬挂于定位槽1301的上方，从而方便、高效地将两个连坯构件2对称连接于承载杆13的两端；承载杆13用于将两块连坯构件2放置在同一个水平面上，保证两块连坯构件2能够同时插入到异型坯结晶器断面的对应位置(可参考图5中异型坯14断面的两个矩形区域)。支撑架1内安装有升降件8，升降件8的一侧配合安装于一垂直方向上的滑道上，升降件8的另一侧上设有垂直方向的直齿条；直齿条与传动齿轮7啮合，通过传动齿轮7的旋转，升降件8可在滑道内上下滑动，传动齿轮7的端部通过传动杆6与旋转盘5的中部连接，旋转盘5通过传动杆6和传动齿轮7调节升降件8的高度位置，实现对承载杆13上连坯构件2高度位置的控制；承载杆13的中部连接于升降件8上。支撑架1的底部设有若干定位件10，定位件10为三个处在一个平面的活动螺栓，用于整个异型坯中间包快换装置在结晶器上口的定位安装，从而实现对连坯构件2下插位置的定位，提高连坯构件2的插入精度和插入速度。支撑架1内设有渣厚计4，渣厚计4为缠绕铜制丝线的丝线盘，丝线从丝线盘的下方拉出，丝线盘的上方有标尺，插入结晶器的丝线取出后可与标尺比对，用于测量结晶器内保护渣的厚度。支撑架1的顶部设有激光测距仪11，激光测距仪11用于测定连坯构件2上端面距钢液面的距离，保证连坯构件2高度位置的准确控制以及连坯构件2在新旧铸坯中对称分布。支撑架1的顶部设有红外测温仪12，红外测温仪12用于测量结晶器内钢液面的温度，以确定连坯构件2的合适插入时机。
参考图6，本实施例的异型坯中间包快换方法，包括以下步骤：
步骤a：准备好异型坯中间包快换装置，将钢板加工为连坯构件2的几何形状，检查中包车轨道有无杂物影响行走，对中包道轨进行清理，将准备换的新中间包烘烤至1000℃以上，确保水口通畅、机构滑块正常以及中间包车升降、横移、行走运行正常；
步骤b：将异型坯中间包快换装置安装于结晶器上方；具体的，将连坯构件2放置于100℃以上环境进行烘烤，将支撑架1通过其底部的定位件10迅速准确定位安装在结晶器上方，根据激光测距仪11将承载杆13的高度调整到设定位置，将每个连坯构件2悬挂于对应的定位槽1301内；
步骤c：逐步减少结晶器内保护渣添加量，当结晶器内保护渣层厚度为3-8mm且结晶器内钢液面温度为1510-1530℃时，旋转旋转盘5将两块连坯构件2同时插入结晶器内的目标位置；具体的，将结晶器和二冷冷却强度降低，逐步减少保护渣添加量，降低铸坯拉速，达到停浇拉速后对各水口进行堵流操作并搅拌钢液；使用渣厚计4多次测量结晶器内保护渣层的厚度，当结晶器内保护渣层达到预期厚度3-8mm后(保护渣层厚度太厚不利于连坯构件2的插入，保护渣层厚度太薄不利于对钢水形成隔绝保护)，通过红外测温仪12观察钢液面温度变化，在设定温度区间(1510-1530℃，钢液温度过低不利于连坯构件2插入，温度过高不利于连坯构件2与钢液无缝熔合凝固)通过旋转旋转盘5将两块连坯构件2同时、安全、准确地插入结晶器内的目标位置，待钢液面达到连坯构件2中部处时停止下降连坯构件2，留下一半连坯构件2在钢液面上方，随后钢液开始凝固，连坯构件2的位置被固定，将连坯构件2从对应的定位槽1301内取下，迅速撤走异型坯中间包快换装置；
步骤d：中间包钢水浇至结晶器内；具体的，将旧的中间包车移离工作位，同时将新中包车移动到工作位，进行大包开浇操作，大包钢水进入中间包，将中间包钢水浇至结晶器内，高温钢水逐渐淹没连坯构件2，拉速逐渐恢复正常，结晶器和二冷水冷却强度逐渐恢复。
本发明的目的在于克服现有的异型坯中间包快换时安装连坯构件2的安装精度、安装速度以及安装时机不稳定的不足，提供了一种异型坯中间包快换装置及方法，其能够掌握连坯构件2的最佳安装时机，提高了安装速度，保证了安装精度，提高了铸坯接缝质量，确保中间包快换操作的顺利完成，提高了生产效率。
本发明中连坯构件2的几何形状，有利于中间包快换过程连坯构件2快速插入结晶器内与钢液无缝熔合凝固，并与中间包更换后的钢水密切熔合凝固，能够保证新旧铸坯牢固连接。
本发明的异型坯中间包快换装置，能够监测结晶器内保护渣厚度和钢水温度，从而保证连坯构件2的准确安装时机，且能够保证两个连坯构件2同步和迅速安装，其三维定位功能可保证连坯构件2的安装精度，避免连坯构件2碰擦损坏结晶器铜板。
实施例2
参考图2，本实施例的异型坯中间包快换装置，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：每个倾斜段203上连接有若干延伸杆206；位于下部的水平段201其底端设有缓冲段204，该缓冲段204为下小上大的圆锥体结构，缓冲段204的底端连接有向下方延伸的伸入杆205；位于上部的水平段201其四周设置有环形的分流段207，分流段207上表面为自上而下倾斜的环形斜面，该环形斜面靠近分流段207中心点方向的高度高于远离分流段207中心点方向的高度。
本实施例中，每个倾斜段203上连接有若干延伸杆206，每个倾斜段203上连接的若干延伸杆206增加了整个倾斜段203与钢液接触的表面积，使得钢液凝固后新旧铸坯之间能够牢固连接。
本实施例中，位于下部的水平段201其底端设有缓冲段204，该缓冲段204为下小上大的圆锥体结构，缓冲段204的底端连接有向下方延伸的伸入杆205，整个连坯构件2向钢液中插入时，伸入杆205最先接触到钢液，然后下小上大圆锥体结构的缓冲段204逐渐伸入钢液中，避免了钢液直接接触水平段201而溅起的现象，同时有利于整个连坯构件2顺利的伸入钢液中。
本实施例中，位于上部的水平段201其四周设置有环形的分流段207，分流段207上表面为自上而下倾斜的环形斜面，该环形斜面靠近分流段207中心点方向的高度高于远离分流段207中心点方向的高度，钢液自中间包向结晶器内流淌时，通过分流段207的阻挡，钢液首先在结晶器内聚集，然后聚集的钢液液位逐渐上升渐渐将整个连坯构件2包裹住，从而利于钢液和整个连坯构件2之间的紧密接触，使得钢液凝固后新旧铸坯之间能够牢固连接。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。