[发明专利]大断面连铸坯的铸造装置及其铸造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种大断面连铸坯的铸造装置及其铸造方法。

背景技术

随着石油、化工、风电、核电等行业的发展，大直径管状坯料、筒状坯料、环状坯料以及大断面高质量实心锭坯料需求不断增加，传统铸锭锻造冲孔、扩孔技术无法满足质量、效率、成本的需求，随着铸件断面直径的加大，中心疏松、缩孔、偏析恶化，出品率低(50-65％)、生产效率低下等严重制约着该行业的发展。

而连续铸造技术，由于受到大断面传热的影响，铸坯内部质量与生产效率也随断面直径的加大显著降低，即使液芯轻压下技术随着直径的进一步增大，圆形坯表层变形向中心的传递变得越来越弱，以致直径1000mm以上的实心连铸坯成了连续铸造难于逾越的禁区。

大断面铸坯的连续铸管技术也是如此，传统成熟技术的连续铸管多采用水平铸造方法，中心铸孔采用具有较小拔模斜度的实心石墨棒，通常铸管直径不超过Φ500mm，同时壁厚也较薄不超过100mm。随着直径的加大，凝固过程杂质、析出性气体、偏析等缺陷向上部积聚，质量会严重恶化，因此限制了水平铸造的可能性。

发明内容

本发明的目的是，提供一种大断面连铸坯的铸造装置及其铸造方法，其可适合大规格的实心铸坯、空心管坯的制造。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种大断面连铸坯的铸造装置，其包括特殊的内结晶器，外结晶器，上盖机构，基座机构和引锭器；基座机构与上盖机构的内部相互连通，上盖机构和基座机构上下固定连接；外结晶器固定连接在所述基座机构的下方；特殊的内结晶器固定连接在所述上盖机构上，且特殊的内结晶器的下方穿设于所述上盖机构和基座机构的内部，使所述特殊的内结晶器的下部位于所述外结晶器的内侧，并被所述外结晶器同心环绕设置，所述内结晶器和外结晶器之间填充有金属液；在开浇初期，所述引锭器设置在所述外结晶器下方的腔体底部，所述金属液经过内、外结晶器的冷却形成凝固的铸坯，所述铸坯位于引锭器上。

一种大断面连铸坯的铸造方法，其包括步骤：

A、提供特殊的内结晶器、外结晶器、上盖机构和基座机构；基座机构与上盖机构的内部相互连通，上盖机构和基座机构上下固定连接；外结晶器固定连接在所述基座机构的下方；特殊的内结晶器固定连接在所述上盖机构上，且特殊的内结晶器的下方穿设于所述上盖机构和基座机构的内部，使所述特殊的内结晶器的下部位于所述外结晶器的内侧，并被所述外结晶器同心环绕设置；

B、提供引锭器和升降推杆，升降推杆连接在引锭器的底部，并带动引锭器上下移动，将所述引锭器设置在所述外结晶器下方的腔体底部；

C、将金属液引入上盖机构内，进而使金属液填充在所述特殊的内结晶器和外结晶器之间，金属液经过特殊的内结晶器和外结晶器的冷却形成坯壳，同时升降推杆带动引锭器上下运动，使得坯壳与外结晶器之间上下相对运动，起到坯壳的外表面与外结晶器脱壳的作用；

D、随着坯壳的逐渐增厚，形成凝固的铸坯。

本发明实施例的特点和优点是：其采用特殊的内结晶器与外结晶器相结合，对铸坯进行双向冷却，使铸坯冷却和凝固可适应的有效断面和壁厚大大增加，从而可适合大规格的实心铸坯和空心管坯的制造，此外，本发明实施例还可实现连续和半连续铸造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置第一种实施例的结构断面示意图，其可用于铸造实心铸坯；

图2是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置第二种实施例的结构断面示意图，其可用于铸造空心大断面铸坯的；

图3是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置第二种实施例，即空心大断面铸坯的连铸机部件的装配过程示意图；

图4是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置第二种实施例的局部放大示意图一；

图5是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置第二种实施例的局部放大示意图二；

图6是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置的特殊的内结晶器的第一种实施例，即实心圆坯用特殊的内结晶器的结构示意图；

图7是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置的特殊的内结晶器的第二种实施例，即空心大断面铸坯的用特殊的内结晶器的结构示意图；