[发明专利]一种浇铸超大断面钢坯的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业，特别是一种浇铸超大断面钢坯的方法及装置。

背景技术

随着机械制造业、船舶制造业、石油钻井平台、电站锅炉、特种交通车辆、模具制造等行业对钢材品质及规格要求的提升，特厚钢板，厚度≥200mm的需求不断增加，传统生产工艺采用模铸钢锭经自由锻造，可得到厚度要求的钢板，但由于锻造压机能力、锻造工艺参数所限，钢板的尺寸规格受到限制，钢板的表面尺寸精度、粗糙度等级低。

而现有技术中采用模铸钢锭通过开坯轧制特厚钢板，要求轧机具有较大开坯能力，由于钢锭形状及去除端部所致成材率不高；采用连铸板坯轧制生产钢板的厚度，由于压缩比所限，钢板厚度受连铸板坯厚度制约，目前成熟的板坯连铸生产技术可提供厚度400mm的厚板坯，可以用于厚度150mm以下厚钢板的轧制；与之类似，大断面管材、轴类等对大断面连铸圆坯也有需求，而现有的圆坯连铸生产技术仅能够提供直径600mm的圆坯。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产厚度可达到1000mm的钢板坯或直径可达1200mm的圆坯，并且第一、铸坯的断面尺寸特别是厚度或直径可达到大型模铸钢锭同样大小，第二、铸坯的内部质量及表面质量，形状公差及尺寸精度可达到连铸板坯、圆坯同样技术指标的浇铸超大断面钢坯的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种浇铸超大断面钢坯的方法，其方法特征是：包括下列步骤：

1）打开钢水包下端的钢包注流保护套管，钢水流入中间罐；

2）中间罐内的钢水至正常浇注液位时，结晶器外层的一次冷却系统冷却水开通，铸坯牵引装置在液压油缸的作用下上升至结晶器下方，通过引锭机构封堵结晶器下口，打开结晶器浸入式水口将钢水按铸速导入结晶器内，钢水在与结晶器的铜板接触时，在一次冷却系统的作用下发生过冷凝固结成坯壳；

3）结晶器浸入式水口将钢水按铸速导入结晶器的同时，母材送进导向系统按铸速同步向结晶器内送进母材，并使母材处于结晶器内确定的位置；

4）铸坯牵引装置以一定的工艺速度向下移动，向下移动的同时结晶器振动装置按设定参数运动，实现振动脱模，铸坯牵引装置上的铸坯离开结晶器出口沿着铸坯诱导装置向下移动，结晶器浸入式水口继续向结晶器内导入钢水，铸坯达到工艺要求长度时，结晶器浸入式水口关闭，母材送进导向系统停止向结晶器内送进母材，铸坯最上端完全脱离结晶器下口时铸坯牵引装置停止向下运动，完成铸坯浇注；

5）铸坯出结晶器后进入二次冷却系统，铸坯表面按温度控制模型得到喷水的二次冷却，坯壳继续增厚直至完全凝固，形成板坯或圆坯，浇注结束；

6）浇注结束后，对板坯或圆坯顶端进行封顶，并加入起吊环，板坯或圆坯与牵引机构脱离，由移动车11将完全凝固的板坯或圆坯整体移至吊出位，由车间行车吊出。

根据方法设计的一种浇铸超大断面钢坯的装置，它至少包括钢水包、中间罐、结晶器，其特征是：钢水包的下端固定有钢包注流保护套管，钢包注流保护套管的出口端置有中间罐，中间罐的下部固定有结晶器浸入式水口，结晶器浸入式水口的输出水口延伸至结晶器内，结晶器的下端置有铸坯诱导装置，铸坯牵引装置置于铸坯诱导装置内部，结晶器上方还置有母材送进导向系统。

所述的母才送进导向系统包括送进机构与导向机构两部分，送进机构由电动卷扬装置构成；导向机构由水平两个方向的导向滚轮构成。

所述的铸坯牵引装置的顶端连接有引锭机构，引锭机构对应结晶器下端开口的位置设置有引锭头，引锭机构在下端铸坯牵引装置的液压油缸作用下上升到最高点时，引锭机构的引锭头将结晶器下端开口完全封堵。

所述的中间罐的下部固定有2-4支结晶器浸入式水口，2-4支结晶器浸入式水口的输出水口均延伸至结晶器内。

所述的结晶器的形状是矩形或圆柱形，结晶器的侧壁是铜板，铜板外固定有一次冷却系统，一次冷却系统是一套水循环冷却机构。

所述的铸坯诱导装置的外侧上部固定有结晶器振动装置，铸坯诱导装置的外侧其它部位固定有铸坯二次冷却系统，铸坯诱导装置与铸坯二次冷却系统相互交错排列。

所述的铸坯二次冷却系统包括供水单元及喷射冷却单元，供水单元提供铸坯二次冷却水源并调节控制水量，喷射单元向铸坯的内外表面喷射雾化的冷却水。

所述的铸坯二次冷却系统正下方置有移动车，铸坯浇注完成后将成品的铸坯置于移动车内，最终由移动车将完全凝固的铸坯移至吊出位。

所述的母材是冷态钢坯，成份与所浇注钢水成份相同。