CN102686335B - 钢的连续浇铸的方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢的连续浇铸的方法与设备，申请的发明专利与冶金有关，包括从铸铁到钢的生产。该设备包括：铁水包1，其中有铁水2，通过风口4用氧气来鼓风以及气帽装置6，直至生产出所要求的化学成分的钢为止。通过一个带浇铸套管的气管装置11，将钢浇铸入中间钢水包9，同时用气体精炼钢。为了连续浇铸钢锭14，把钢管新浇铸入机械装置的结晶器中，并同时连续除气，不用电炉或转炉就能生产钢。

Description

钢的连续浇铸的方法与设备

技术领域

本发明涉及钢的连续浇铸的方法与设备。

背景技术

钢的生产及其浇铸的主要技术工艺过程有以下方式：

a.大型冶金厂

1.高炉——转炉——钢锭

2.鼓风炉——电炉——钢锭

b.小厂

3.电炉——高技术水平铸铁包的冶炼——钢锭

方式1，2与方式3不同，已知钢的生产技术工艺过程和钢的浇铸，其缺点如下：

1.方式1、2的基本支出经费和造价大，以及从开始建设到投入生产要相当长的期限。

2.钢的生产与浇铸钢需要大量的劳动力。

3.钢的冶炼和浇铸设备的生产能力不足，其有效利用率低，约80％。

4.得到铸件的工艺过程需要高的耗电量。

5.铸件成本高，需要从高炉——转炉——钢锭或者从鼓风炉——电炉——钢锭。

已知小厂的缺点是取决于首批市场原料、金属废料以及必须采用的机组——电炉的硬性关系。

所有三种方式最大缺点之一是从钢水包浇铸钢时要采用浇口塞或挡板，即：

浇口塞浇铸：

1.相当快速地用机械方式弄断浇口塞。

2.浇口塞在钢渣带部分的磨损和浇口塞头部的磨损。

3.用推杆式浇口塞机械在固定区域弄断浇口塞。

4.推杆与浇口塞机械之间的连接叉头弯曲变形。

挡板式浇铸：

1.挡板式闸门结果复杂和价格高。

2.开是就是复杂的工作方式，要填充挡板式闸门的通道。

3.实际上延长了从钢水包到铸模的出钢通道，并促使连接外部浇铸的通道长满非金属物质和钢渣，增加了废品数量。

4.挡板式闸门手板之间吸入空气并降低金属(钢)的质量。

关于浇口塞和挡板的共同缺点是必须利用机械，在钢的浇钢时经受高温的考验。此外由于缺乏钢的精炼，不能改进其质量，相反降低钢的质量，其至得到废品，并停止钢锭生产。按技术要点最接近发明的钢水包装置，为了浇铸它具有风管，没有浇口塞和挡板，风管是以气体压力为基础。在钢水包底部上具有底部排出孔，它的四周用气密性管子固定，管子与排出孔是同心。(美国专利号：4498,661，B22D级，39/00，1985年12月2日出版。)该装置的缺点是液态金属没有 精炼和真空处理，它的浇铸取决于在铸模中液态金属的液柱高。

发明内容

确定申请本发明专利的人物是在钢水包中生产钢的方法，不用转炉，不用电炉，不取决于废金属。同样从钢水包连续浇铸钢也不用浇塞口，不用挡板和不采用机械装置。工作手段是气体，为此必须提供新的方法和装置，为了在钢的康拜因或铸钢联合机独特的生产钢的工艺过程直至得到钢铸件钢锭，并能改进钢的品质，提高质量和大大降低铸钢件的成本。这是冶金工业的革命！因此“铸钢联合机”的方法和设备能够保证实施三个原则，即能量+经济+生态。

在钢水包中生产钢的技术任务基于不用浇铸口、挡板以及不采用电炉、转炉为基础的科呣科勃方法，建立科呣科勃铸钢联合机装置。

本发明的钢的连续浇铸的方法，列入在钢水包中生产钢的冶金术，当从中间钢水包连续浇铸入铸模时，不用浇口塞和挡板，是通过底部风口用气体在浇铸铁水包中精炼，并通过安装在浇铸套管A上的气帽装置，用气体鼓风得到钢水，然后降低气帽装置空腔内压力，由耐火关闭球释放出浇铸套管A，浇铸钢经过浇铸套管A进入第一气管11，第一气管11是在中间钢水包中，钢水在中间钢水包中经过第一气管11的透气部分用气体进行补充精炼，并经过浇铸套管B进入第二气管15，第二气管15的上部安装在铸模上，而下部淹没在钢水中，并在铸模中精炼钢，并用加热器保持金属温度，然后接通位于铸模下部的冷却器和接通钢锭轧辊的工作，此时改变第二气管15内气体介质，由正压到负的气体压力值，然后再把钢浇铸入铸模中时开 始多方面真空处理，而由铁水到铸钢件的钢的生产及其连续浇铸的工艺过程的控制是靠操纵台的指令来实现。

其中，在浇铸套管B上、下安装带多孔的插入物。

其中，第一气管11上部是由气密性材料制成而下部是由透气性材料制成。

本发明的钢的连续浇铸的设备，由钢水包连续浇铸钢，不用浇口塞和挡板，设备的组成是：带浇铸套管B的中间钢水包，气密的第二气管15安装在铸模空腔中，是在中间钢水包上安装带底部气体风口的浇铸铁水包，并带浇铸套管A，在底部固定气帽装置，气帽装置在底边有若干孔，在气帽装置空腔上部有支管，经鼓风机与压缩气体连通，在浇铸口上有自由的关闭球，在浇铸套管B下部插入气密的第二气管15，经过鼓风机与压缩气体和真空泵连通，而气帽和第一气管11组成通用的气体部件安装在带浇铸套管B的中间钢水包上时，将浇铸套管B插入气密的第二气管15的孔中，同样经过鼓风机和真空泵与压缩气体相连通，但是第二气管15下部淹没在铸模的钢水中，而在铸模上部配置加热器，在下部安装冷却器，通过铸件与轧辊相联系，钢的生产及其连续浇铸的设备的控制利用操纵台的指令来实现。

本发明优点：确定申请本发明专利的人物是在钢水包中生产钢的方法，不用转炉，不用电炉，不取决于废金属。同样从钢水包连续浇铸钢也不用浇塞口，不用挡板和不采用机械装置。工作手段是气体， 为此必须提供新的方法和装置，为了在钢的康拜因或铸钢联合机独特的生产钢的工艺过程直至得到钢铸件钢锭，并能改进钢的品质，提高质量和大大降低铸钢件的成本。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为气体部件一的示意图；

图3为气体部件二的示意图。

具体实施方式

为了达到上述技术成果，由铁到钢铸件的工艺过程不采用机械装置，用一个独特的科呣科勃铸钢联合机装置来完成(图1)。主要工作手段是用气体。科呣科勃铸钢联合机装置的组成如下：

浇铸铁水包或称铁水包、中间钢水包或称钢水包，以及铸模。在该方法中用铁水供给浇铸铁水包。在小厂可能看到科呣科勃铸钢联合机装置和罗曼尔特工艺过程一起使用。利用气体和通用的气体部件在浇铸铁水包中精炼铁水。在铁水包中气体部件完成了浇口塞、计量给料器和风口的功能。气体部件是由气帽和第一气管11二个装置组成，并利用鼓风机调节气体压力。

气帽装置同样完成闸门、计量给料器和风口的功能。在铁水包浇铸套管A上固定气帽并通过它与另一个风口一起安装在浇铸铁水包的外罩中，用氧气鼓风的方法精炼铁水直至得到钢。然后减小气帽空腔内气体压力，并从浇铸套管A中松开耐火截止球，并通过第一气管11将钢浇铸入中间钢水包。

通过第一气管11的低透气部分和经过浇铸套管A，用气体鼓风方法，在中间钢水包中对钢水进行补充精炼，浇铸套管是气密地插入第一气管11中。第二气管15上部安装在铸模上，而下部浸没在钢水中，同样在铸模中继续精炼，必须按化学成分得到钢，接通冷却器并接通钢锭轧辊的工作。此时改变第二气管15中气体介质，从正的至负的气体压力值，并在钢水浇铸入铸模时，开始对钢进行多方面真空处理(图2、3)。由提供铁水开始到生产出优质铁铸件(来自钢锭轧辊)是利用操纵台指令细则来控制工艺过程(图1)。利用科呣科勃工艺过程的技术成果能够在科呣科勃铸钢联合机的钢水包中进行，由铁水开始到获得钢铸件铁锭，没有转炉，没有电炉，没有浇铸口，没有挡板，没有机械装置。工作手段是气体。

科呣科勃方法和科呣科勃铸钢联合机装置的成果能够保证实施三原则即(能量+经济+生态)，这是冶金工业的革命！

确定上述科呣科勃方法的技术任务，生产钢并由钢水包浇铸钢，不用浇铸口，不用挡板足以建立科呣科勃铸钢联合机装置为基础。

科呣科勃铸钢联合机装置由下列内容组成：浇铸铁水包、中间铁水包和铸模，并规定带钢锭(MHΛ8)一起(图1)。装置的工作手段是气体，其压力调解是靠鼓风机。在科呣科勃铸钢联合机中液体金属的容量与气帽和第一气管11之间有联系，上述装置组成气体部件浇铸铁水包具有底部浇铸套管A，在它上面配置固定的气帽装置，其底边有若干孔。气帽上部具有支管，并利用鼓风机经支管使气帽空腔与压缩气体源(氧，氩等)相连通或与大气相通。在气帽空腔 中浇铸孔上具有关闭元件，其形式是自由的耐火球。浇铸套管A下部插入第一气管11，固定在中间钢水包上，并与压缩气体源和真空泵相连通。第一气管11能渗透气体。

中间钢水包具有浇铸套管B。在浇铸套管B的入口与出口安装带多孔的插入件，这些孔与第二气管15相通，该装置固定在铸模上，并通过鼓风机与压缩气体系统和真空泵相联系(图2)。在铸模中浇铸套管B淹没在钢水中，此时它的上部具有加热器而下部有冷却器与铸件和钢锭轧辊相联系。科呣科勃铸钢联合机综合体的控制和铁的生产工艺过程与钢锭生产一起是靠操纵台(图1)的指令来实现的。

用科呣科勃铸钢联合机装置纵剖面图说明本发明专利的申请。

科呣科勃铸钢联合机装置的组成为：带盖的浇铸铁水包1，它有二个口，一个是铁水口2，而另一个是烟气口3。在浇铸铁水包1的壳体中安装气体风口4和浇铸套管A5，气帽装置6的底部固定在套管上，气帽装置6的底边带孔6’。在气帽空腔中具有耐火的关闭球7，在上部具有支管8并带鼓风机8’。在浇铸铁水包1下面有中间钢水包9，并带浇铸套管B10，在钢水包9的注入口上安装第一气管11，并带鼓风机12。气帽6和第一气管11这两个装置组成通用的气体部件13，并带多孔的插入物。带浇铸套管B10的中间钢水包9安装在铸模14上。在铸模14上安装第二气管15，并带鼓风机16。在铸模14上部具有加热器17，而在下部有冷却器18，输出的钢锭在轧辊19上。用科呣科勃铸钢联合机的控制是通过操纵台20进行。

科呣科勃方法与用科呣科勃铸钢联合机装置的工作原理。

铁水通过用科呣科勃铸钢联合机(图1)的注入口2进入浇铸铁水包1的容器中，在浇铸套管5的耐火球7处于关闭位置时，铁水溢流至气帽装置的空腔中。气帽装置的空腔中有空气。气帽装置外面浸没在铁水中。随着铁水包1容器中金属液面的升高，增加了再关闭球7上的金属静压，气帽6空腔内空气压力也升高。同时来自液态金属的热量加热了空气，加速了压力的升高。气体温度每增加273度，气帽6空腔内压力升高，增加约1计示大气压，分布在气帽6中的空气温度约1500-1600度，作用在耐火关闭球7的压力大于5计示大气压。金属静压与气体压力一起压紧关闭球7，可靠关闭了浇铸套管A5。开启鼓风机用压缩氧气，并通过气帽6的孔6’，依靠鼓泡来精炼铁水，同时用鼓风的方法，依靠风口4，经过铁水液柱高H用气体来精炼铁水。气帽6空腔和风口4的气体压力P必须大于金属静压和大气压力的总和，确定公式为P＞＞Patm+q H，其中q——液态金属密度，H——铁水包1内液态金属高度。浇铸需要的气帽6空腔和风口4的压力值应符合上述公式，进行铁水精炼并减小其中碳的含量而得到钢。然后开启鼓风机8并通过支管8降低气帽空腔内压力到大气压力水平。在金属静压作用下，使液态金属经孔6’冲向气帽的空腔，同时增加阿基米德力浮力的值，挤出浮动的关闭球7，此时金属流的压力向上作用对准球7。在这些力的作用下，关闭球7上浮，开启浇铸套管A5，然后进行钢的浇铸，钢水从铁水包1流到中间钢水包9，在第一气管11中，开启压缩氧气的鼓风机12，并利用它完成精炼，同样完成了浇口塞、计量给料器和风口的功能，改进了钢的品质，方 法是通过第一气管11下面的气密部分鼓风。

为了调节从中间钢水包9到铸模14的钢水浇铸速度，靠鼓风机16变更第二气管15空腔内气体压力。目的是提高钢的浇铸速度就要减小气体压力，而为了降低刚的浇铸速度就要增加气体压力。第二气管15的下部浸没在铸模14的钢水中，并用铸模14的加热器17保持金属的温度，必须按化学成分得到钢，接通冷却器18和接通钢锭轧辊19的工作，同时改变第二气管15内气体介质，从正压到负的气体压力值，再把钢浇铸入铸模14到钢锭时开始多方面真空处理。这些工艺过程的结果是得到优质钢，而且还降低了铸钢件的成本，提高了劳动生产力。在科呣科勃铸钢联合机上，从铁水到铸钢件的生产工艺过程的控制是利用操纵台20的指令来实现。

结果是科呣科勃方法和科呣科勃铸钢联合机装置能保证实施三原则(能量+经济+生态)，这是冶金工业的革命。

Claims (4)

1.钢的连续浇铸的方法，列入在钢水包中生产钢的冶金术，当从中间钢水包连续浇铸入铸模时，不用浇口塞和挡板，其特征是通过底部风口用气体在浇铸铁水包中精炼，并通过安装在浇铸套管A上的气帽装置，用气体鼓风得到钢水，然后降低气帽装置空腔内压力，由耐火关闭球释放出浇铸套管A，浇铸钢经过浇铸套管A进入第一气管，第一气管是在中间钢水包中，钢水在中间钢水包中经过第一气管的透气部分用气体进行补充精炼，并经过浇铸套管B进入第二气管，第二气管的上部安装在铸模上，而下部淹没在钢水中，并在铸模中精炼钢，并用加热器保持金属温度，然后接通位于铸模下部的冷却器和接通钢锭轧辊的工作，此时改变第二气管内气体介质，由正压到负的气体压力值，然后再把钢浇铸入铸模中时开始多方面真空处理，而由铁水到铸钢件的钢的连续浇铸的工艺过程的控制是靠操纵台的指令来实现。

2.按照权利要求1所述的钢的连续浇铸的方法，其特征是在浇铸套管B上、下安装带多孔的插入物。

3.按权利要求1所述的钢的连续浇铸的方法，其特征是第一气管上部是由气密性材料制成而下部是由透气性材料制成。

4.钢的连续浇铸的设备，由钢水包连续浇铸钢，不用浇口塞和挡板，设备的组成是：带浇铸套管B的中间钢水包，气密的第二气管安装在铸模空腔中，其特征是在中间钢水包上安装带底部气体风口的浇铸铁水包，并带浇铸套管B，在底部固定气帽装置，气帽装置在底边有若干孔，在气帽装置空腔上部有支管，经鼓风机与压缩气体连通，在浇铸口上有自由的关闭球，在浇铸套管B下部插入气密的第二气管，经过鼓风机与压缩气体和真空泵连通，而气帽和第一气管组成通用的气体部件安装在带浇铸套管B的中间钢水包上时，将浇铸套管B插入气密的第二气管的孔中，同样经过鼓风机和真空泵与压缩气体相连通，但是第二气管下部淹没在铸模的钢水中，而在铸模上部配置加热器，在下部安装冷却器，通过铸件与轧辊相联系，钢的连续浇铸的设备的控制利用操纵台的指令来实现。