[发明专利]金属离心连铸装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及圆坯浇铸的方法，属于冶金技术领域。该方法利用结晶器旋转从而在钢液中产生离心力，可以使钢液中的夹杂物向铸坯的心部聚集，使得铸坯边部及中部的洁净度得到提高，组织更加致密的金属离心连铸装置及其工艺。

背景技术

连铸技术是一项把钢水直接浇铸成形的先进技术，与传统的模铸法相比，连铸技术具有大幅度提高金属收得率，节约能源等优势。生产高附加值、高端的钢铁产品一直是钢铁行业的重要目标，而连铸坯的质量对后续加工和最终产品的质量起着重要的作用。我国目前是钢铁生产大国，但对高端产品的生产仍然有很多不足之处。例如对圆坯的生产来说，夹杂物的去除得不到有效控制，无法满足高质量铸坯生产的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种在凝固的钢液中产生离心力，利用钢液和夹杂物及偏析元素受到的离心力的差异，使得铸坯凝固完全后，夹杂物和偏析元素最后全部富集在铸坯中心区域，剩余部分的铸坯质量得到很大的提高的金属离心连铸装置及其工艺。

本发明的技术方案是：金属离心连铸装置，该装置包括单流中间包、浇铸水口、氩气密封保护罩、浇铸平台、圆坯结晶器、冷却喷嘴、支撑辊组、拉坯装置和驱动装置；

所述单流中间包的底部偏心位置设置所述浇铸水口，且所述浇铸水口上端的入口半径大于下端的出口半径，所述氩气密封保护罩设置在所述单流中间包的下方，所述浇铸平台与所述氩气密封保护罩连接组成一个保护罩，保护罩设置在所述圆坯结晶器的上端，所述浇铸水口穿过所述氩气密封保护罩伸入到所述圆坯结晶器的入口处，所述圆坯结晶器的下方设置所述拉坯装置，所述拉坯装置设置与所述圆坯结晶器之间设置至少一组用于冷却铸胚的所述冷却喷嘴和至少一组用于铸胚成型的支撑辊组，所述冷却喷嘴与所述支撑辊组呈间隔设置，所述驱动装置与所述圆坯结晶器、支撑辊组和拉坯装置连接，实现所述圆坯结晶器、支撑辊组和拉坯装置同时转动。

进一步，所述圆坯结晶器为铜制水冷结晶器。

进一步，所述支撑辊组由3个绕着中心轴呈120°夹角分布支撑辊组成，且每个所述支撑辊均与所述驱动装置连接实现自转。

本发明的另一目的是提供上述装置的浇铸钢水连铸工艺，具体包括以下步骤：

1）单流中间包和浇铸水口在开浇前预热到900℃以上，烘烤完毕放置在浇铸平台上方等待开浇；

2）浇铸平台上的引锭杆小车开至圆坯结晶器处，采用上装的方式将引锭杆放入圆坯结晶器中，当引锭头到达距离圆坯结晶器顶部适当位置时，进行引锭头密封；

3）装有钢水的单流中间包放在浇铸平台上，钢水过热度控制在10-50℃之间；

4）以流量为10-100L/min向氩气密封保护罩内持续通入氩气， 

5）启动驱动装置，驱动圆坯结晶器和拉坯装置以转速为40 -5000转/分转动，驱动支撑辊组的支撑辊以转速为40-5000转/分自转；

6）开浇后，单流中间包内钢水通过浇铸水口偏心注入旋转的圆坯结晶器中，当其液面高度距离圆坯结晶器顶部80mm时，打开塞棒，同时向下缓慢抽拉引锭杆，逐渐成型的钢坯经冷却喷嘴进行冷却，经支撑辊组对铸坯进一步成型，同时将拉速缓慢上升至正常拉速0.3-2.0m/min；

    7）当成型后铸坯到达拉坯装置后与引锭杆脱离，进入切割区。

    本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明克服现有连铸工艺在钢水连铸过程中无法实现对夹杂物的分布控制，利用在凝固的钢液中产生离心力，利用钢液和夹杂物及偏析元素受到的离心力的差异，使得铸坯凝固完全后，夹杂物和偏析元素最后全部富集在铸坯中心区域，剩余部分的铸坯质量得到很大的提高，且组织更加致密。

附图说明

图1为本发明金属离心连铸装置的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视示意图。

图中：

1-钢包；2-单流中间包；3-浇铸水口；4-氩气密封保护罩；5-浇铸平台；6-圆坯结晶器；7-冷却喷嘴；8-支撑辊组；9-拉坯装置。

具体实施方法

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明金属离心连铸装置，该装置包括单流中间包、浇铸水口、氩气密封保护罩、浇铸平台、圆坯结晶器、冷却喷嘴、支撑辊组、拉坯装置和驱动装置；