CN102773428B - 大断面连铸坯的铸造装置及其铸造方法 - Google Patents

Abstract

一种大断面连铸坯的铸造装置及其铸造方法，装置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，二者上下固定；外结晶器固定在基座机构的下方；内结晶器固定连接在所述上盖机构上，且内结晶器的下方穿设于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，内结晶器和外结晶器之间填充有金属液；在开浇初期，引锭器设置在所述外结晶器下方的腔体底部，金属液经过内、外结晶器的冷却形成凝固的铸坯，铸坯位于引锭器上，通过更换不同形式的内结晶器可以实现同台设备上既可生产超大断面实心铸坯，又能生产超大断面厚壁管坯。

Description

大断面连铸坯的铸造装置及其铸造方法

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；

图8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各部件的装配过程示意图；

图9是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置的上盖机构的仰视示意图；

图10是沿着图9的A-O-A线剖面示意图；

图11是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置的基座机构的仰视示意图；

图12是沿着图11的B-O-O1-B线剖面示意图；

图13是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置的超大断面连铸芯部缩松压合过程示意图；

图14是本发明实施例的大断面连铸坯的铸造装置的超大断面空心大断面铸坯的连铸缺陷仿真预测结果示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本文中的“大断面铸坯”包括了实心的圆坯和空心的管坯。本发明的特殊的内结晶器1的特殊性在于，在同一台机器上，通过更换内结晶器类型，便既可用来铸造实心的圆坯，也可用来铸造空心的管坯。

实施方式一

如图1至图5和如图9至图12所示，本发明实施例提出的大断面连铸坯的铸造装置，其包括特殊的内结晶器1、外结晶器2、上盖机构5、基座机构6和引锭器10。所述上盖机构5和基座机构6的内部相互连通，上盖机构5和基座机构6上下固定连接，并构成了环形金属液熔池3。所述外结晶器2固定连接在所述基座机构6的下方；所述特殊的内结晶器1固定连接在所述上盖机构5上，且特殊的内结晶器1的下方穿设于所述上盖机构5和基座机构6的内部，使所述特殊的内结晶器1的下部位于所述外结晶器2的内侧，并被所述外结晶器2同心环绕设置，所述特殊的内结晶器1和外结晶器2之间填充有金属液。在开浇初期，所述引锭器10设置在所述外结晶器2下方的腔体底部，所述金属液经过内、外结晶器1、2的冷却形成凝固的铸坯4，所述铸坯4位于引锭器10上。

本实施例中，特殊的内结晶器1的下部设置在外结晶器2的内侧中心处，特殊的内结晶器1和外结晶器2之间填充有金属液，即，金属液在特殊的内结晶器1和外结晶器2之间被两个结晶器实施双向冷却，在冷却之后以凝固的铸坯4从两结晶器的下方被拉出。进一步而言，本实施例采用特殊的内结晶器1与外结晶器2相结合，对铸坯4进行双向冷却，使铸坯4冷却和凝固可适应的有效厚度大大增加，从而可适合更大规格的铸坯的制造。

本实施例中，上述特殊的内结晶器1和外结晶器2通过上盖机构5和基座机构6而固定连接在一起，以此使内、外结晶器固定、同心设置，如此使得各部件的更换变得更加容易方便。此外，本实施例通过更换不同形式的内结晶器1可以实现同台设备上既可生产超大断面实心铸坯，又能生产超大断面厚壁管坯。

根据本发明的一个实施方式，所述引锭器10为断面为实心圆状的圆柱形引锭器10a，所述特殊的内结晶器1为倒置的火箭头状结构，其与所述上盖机构5、基座机构6、外结晶器2和引锭器10组成了实心铸坯铸造装置。也就是说，本实施例的整个火箭头结晶器被浸泡在金属液之中，结晶器下方构成了实心的铸坯4a，通过更换不同直径和锥角的火箭头可生产不同断面的实心铸坯。

其中，内结晶器1为倒置的火箭头结构是指，内结晶器1具有圆柱状的本体，在本体的头部为钝形圆锥头状。

具体是，参见图6所示，所述特殊的内结晶器1包括进水直导管1h，回水导管1i和冷却水回路。回水导管1i间隔地围设在所述进水直导管1h外，所述回水导管1i包括上下连接的回水直导管1j和内结晶器外套1k，所述回水导管1i的外部包覆有第一隔热套1g；冷却水回路设置在所述内结晶器1的内部。在此处，所述内结晶器外套1k呈V型，所述铸坯4为实心铸坯4a。

所述冷却水回路包括进水回路1a，回水回路1b和水孔1c。所述进水回路1a位于所述进水直导管1h内，所述进水回路1a的上端为进水口1d；所述进水直导管1h与回水导管1i之间的间隙构成所述回水回路1b，所述回水回路1b的上端为回水口1e；水孔1c设置在所述进水直导管1h的下端与所述内结晶器外套1k之间，所述进水回路1a和回水回路1b通过水孔1c相连通。

参见图6的箭头方向所示，冷却水从进水口1d进入进水回路1a，接着通过水孔1c流入回水回路1b，再从回水口1e流出。其中，进水口1d和回水口1e均位于特殊的内结晶器1的上端，水孔位于特殊的内结晶器1的下端，如此冷却水在特殊的内结晶器1内流动，可充分地冷却环形金属液熔池3中的特殊的内结晶器1附近的金属液。

所述第一隔热套1g包括高温耐火管1m和高强度石墨1n，所述高温耐火管1m包覆在所述回水直导管1j的外部，所述高强度石墨1n包覆所述内结晶器外套1k的外部。本实施例中，回水直导管1j外围设高温耐火管1m将外部高温过热的金属液与回水直导管1j隔开，高强度石墨1n围设于内结晶器外套1k外，将内结晶器外套1k与金属液隔开起到传热同时保护内结晶器的作用。

所述特殊的内结晶器1的上方具有内结晶器法兰1f，所述特殊的内结晶器1通过所述内结晶器法兰1f而固定在所述上盖机构5上，即，特殊的内结晶器1中在内结晶器法兰1f位置下方的部位处于环形金属液熔池3内，在内结晶器法兰1f位置上方的部位处于环形金属液熔池3外。

进一步而言，所述回水导管1i还包括回水冒导管1p，所述回水冒导管1p连接在回水直导管1j的顶部，所述回水口1e设置在回水冒导管1p上，所述内结晶器法兰1f位于所述回水直导管1j的顶部。其中，所述回水冒导管1p 可直接与回水直导管1j直接连接，例如焊接；或者，如图6所示，回水冒导管1p的下端连接回水冒法兰1q，回水冒法兰1q与内结晶器法兰1f配合连接，进而使回水冒导管1p与回水直导管1j连接。

配合图1和图4所示，所述外结晶器2包括从外至内依次间隔设置的外结晶器外套2a、外结晶器内套2b和结晶器铜管2c，所述外结晶器内套2b和外结晶器外套2a之间连接有横向放置的隔离板2d，所述隔离板2d的内侧端连接外结晶器内套2b，外侧端连接外结晶器外套2a，隔离板2d可位于外结晶器内套2b在高度方向的中间位置上；所述外结晶器内、外套2b、2a之间具有电磁搅拌器2e，所述电磁搅拌器2e位于所述隔离板2d的上方；所述外结晶器外套2a上分别设有入水口2f和出水口2g，所述入水口2f位于所述隔离板2d的下方，出水口2g位于隔离板2d的上方；所述外结晶器内套2b的上、下端分别贯穿有水流孔2h；所述外结晶器2上与所述铸坯4连接处设有第二隔热套2i，即第二隔热套2i位于外结晶器2的内侧。

其中，所述外结晶器2可通过外结晶器法兰2j而连接在所述基座机构6上，在此处，外结晶器法兰2j连接在结晶器铜管2c的顶端，外结晶器法兰2j与第二基座法兰6g结合，以将外结晶器2连接在基座机构6上。所述第二隔热套2i可为高强度石墨。电磁搅拌器2e配置于外结晶器2内，可对晶粒进行破碎、搅拌以形成大量晶核。

本实施例中，外结晶器内、外套2b、2a之间具有间隙，隔离板2d将内、外套2b、2a之间的间隔分隔成上下两个独立的空间；外结晶器内套2a与结晶器铜管2c之间具有间隙。如图4中的箭头方向所示，冷却水从入水口2f进入外结晶器内、外套2b、2a之间的下方的间隙中，接着从外结晶器内2a下端的水流孔2h流入外结晶器内套2a与结晶器铜管2c之间的间隙，接着通过外结晶器内2a上端的水流孔2h流入内、外套2b、2a之间的上方的间隙中，再接着从出水口2g流出。冷却水在外结晶器2内流动，与外结晶器2内部的金属液进行热交换后，从出水口2g流出热水。

根据本发明的实施方式，如图9和图10所示，所述上盖机构5包括呈冂形的上盖壳体5a，所述上盖壳体5a的底部外侧连接有第一上盖法兰5b，用来连接所述基座机构6。所述上盖壳体5a的内腔砌筑有绝热保温衬体5c。所述上盖机构5的中心轴向贯穿设有内结晶器穿孔5d，所述上盖机构5上轴向贯穿设有水口穿入孔5e，所述水口穿入孔5e位于所述内结晶器穿孔5d的外侧，所述上盖壳体5a的顶部对应内结晶器穿孔5d的位置设有第二上盖法兰5f，用来连接所述特殊的内结晶器1。本实施例中，特殊的内结晶器1穿过内结晶器穿孔5d而固定在第二上盖法兰5f上，使特殊的内结晶器1与上盖机构5结合在一起，金属液从水口穿入孔5e流入上盖机构5内，同时，水口穿入孔5e可以用来观察液面的情况。在此处，在内结晶器穿孔5d的四周设有两个均匀分布的水口穿入孔5e。

在所述绝热保温衬体5c的底部，从所述内结晶器穿孔5d的边缘向外侧沿切线方向延伸设有挡渣板5g，挡渣板5g将分布在环形金属液熔池3内的金属液与上层浮渣进行分离，如图9所示，在此处具有两个挡渣板5g。所述上盖机构5上轴向贯穿设有放散孔5h，所述放散孔5h位于所述内结晶器穿孔5d的外侧，在所述上盖壳体5a的上部设有盖在所述放散孔5h上端的绝热盖板5i，绝热盖板5i可避免环形金属液熔池3内的热量从放散孔5h扩散。在此处，在内结晶器穿孔5d的四周设有两个均匀分布的放散孔5h，放散孔5h用于排放浇铸初期和浇铸过程中环形金属液熔池3型腔内产生和带入的气体，此外，放散孔还可以作为观察、测温孔等。

如图10所示，所述绝热保温衬体5c包括耐火打结料5j和绝热耐火内衬5k，所述绝热耐火内衬5k连接在所述上盖壳体5a的内腔的底部，所述上盖壳体5a与所述绝热耐火内衬5k之间填充所述耐火打结料5j。当特殊的内结晶器1插入内结晶器穿孔5d后，耐火打结料5j和绝热耐火内衬5k分别呈上下位置地包围在特殊的内结晶器1处于上盖机构5中的部位。

如图11和图12所示，所述基座机构6包括呈凹字形的基座壳体6a，所述基座壳体的顶部外侧连接有用来连接所述上盖机构的第一基座法兰6b，所述第一基座法兰与所述第一上盖法兰5b通过紧固连接件固定结合，进而将上盖机构5和基座机构6固定连接在一起，其中，紧固连接件可例如为法兰螺栓5m和法兰螺母6j的组合。所述基座壳体6a上设有耐火衬体6c，所述基座机构6的中心轴向贯穿设有基座中心孔6d，所述基座壳体6a的底部对应基座中心孔6d的位置设有用来连接所述外结晶器2的第二基座法兰6g。

所述基座机构6上部开设有与所述基座中心孔切向布置的切线内浇道6h，所述切线内浇道的外端与上述水口穿入孔5e相对应，内端与所述基座中心孔6d相连通。

所述基座机构下部，位于所述外结晶器上部环设有变频感应线圈6e，变频感应线圈环绕在所述基座中心孔6d的外侧，变频感应线圈6e之外设有线圈保护罩6f。其中，变频感应线圈6e与金属液间可由耐火衬体6c隔开。在正常拉坯过程，变频感应线圈6e采用低频有辅助搅拌、破碎初生晶粒、均匀化内外温度及向外传热，并将形核核心传递到芯部的作用，在拉坯后期，采用工频或中频，用于剩余钢液加热、保温作用。此外，在变频感应线圈6e外部并在线圈保护罩6f内部还可围设有磁砈导磁体6p。

所述基座机构6上轴向设有排渣口3a，所述排渣口与上述放散孔5h相对应，在所述排渣口与所述基座中心孔6d之间连接有排渣沟6i。在此处，具有两个均匀分布的切线内浇道6h，且具有两个均匀分布的排渣沟6i。

本实施例中，进入上盖机构5的金属液从切线内浇道6h进入基座机构6，切线内浇道6h将金属液从垂直方向改为沿环形腔体的切线方向，后沿环形腔体做圆周运动，漂浮在金属液上方的液态渣在随同金属液旋转过程中被上盖机构5上的挡渣板5g挡住，并顺着排渣沟6i流出排渣口3a。

此外，其中，如图1和图2所示，安装时，可将基座机构6安装在钢结构基础3b上，在钢结构基础3b上对应排渣口3a的位置可放置储渣盘3c，使得从排渣口3a排出的浮渣落入储渣盘3c中。

所述耐火衬体6c包括高温耐火衬6k，碳素耐火砖内衬6m和打结耐火料6n，所述高温耐火衬6k设于所述基座壳体6a的内腔的上部，所述碳素耐火砖内衬6m设于所述高温耐火衬6k的下部并位于所述基座中心孔6d周围，所述打结耐火料6n填充于所述高温耐火衬6k和基座壳体6a之间，并位于所述线圈保护罩6f的外部。也就是说，本实施例中，高温耐火衬6k和碳素耐火砖内衬6m均与高温金属液接触，碳素耐火砖内衬6m的下端与外结晶器2相邻，变频感应线圈6e设于碳素耐火砖内衬6m的外围，并被线圈保护罩6f保护；高温耐火衬6k和碳素耐火砖内衬6m构成基座内层工作衬，基座壳体6a与基座内层工作衬之间由打结耐火料6n填充。

如图1和图5所示，所述铸造装置还包括第二水冷系统9，所述第二水冷系统9连接在所述外结晶器2的下方，所述第二水冷系统9包括外二水冷喷射组件9a和二冷段足辊9e。所述外二水冷喷射组件9a包括沿着铸坯4轴向设置的多排外二冷喷嘴环组9b，每排外二冷喷嘴环组9b具有沿铸坯外圆周均布的多个外二水冷喷嘴9c，在外二水冷喷射组件9a外部设有蒸汽回收箱9d。二冷段足辊9e设置在上下相邻的两个外二水冷喷嘴环组9b之间，以使外二水冷喷嘴9c喷射出的水流尽可能多地喷向铸坯4，而不会被二冷段足辊9e挡住，二冷段足辊9e 可用来夹持带有液芯的红热铸坯4。

本实施例中，外二水冷喷射组件9a的外二水冷喷嘴9c用于继续冷却出结晶器的铸坯外表面，外二水冷喷射组件9a包括了沿着铸坯4的长度方向设置的六排外二水冷喷嘴环组9b，图只是示意，喷嘴数视冷却长度可在5～50排，每个外二水冷喷嘴环组9b具有多个外二水冷喷嘴9c，外二水冷喷嘴9c的数量可根据需要以及铸坯4的直径大小来决定，在此处，每个外二水冷喷嘴环组9b具有6～12个外二水冷喷嘴9c。

如图1所示，所述铸造装置还包括带加热的中间包7和铸流分配器8，所述铸流分配器8将所述中间包7内的水流分配为1至4流导入所述环形金属液熔池3内。进一步而言，所述中间包7可为采用电磁加热的中间包，中间包7的底部有个出钢液口；铸流分配器8的顶部具有一个接钢液口，铸流分配器8的下部可均匀分布有1至4个分流管8a，分流管8a的数量与上盖机构5的水口穿入孔5e的数量相同，在此处，具有两个分流管8a，即，在此处，铸流分配器8将中间包7内的水流分配为对称180°两流导入上盖机构5内；当然，根据需要，铸流分配器8还可将中间包7内的水流分配为一流、三流或三流以上导入上盖机构5内。

在所述外结晶器2下方环设有多排夹持导向辊12，用来夹持由特殊的内结晶器1和外结晶器2出来的带有液芯的红热铸坯4。

所述铸造装置还包括升降推杆11，所述升降推杆11连接在所述引锭器10的底部，并带动引锭器10上下移动；所述引锭器10为圆柱形引锭器10a，在开浇初期状态下，圆形引锭器10a的上方设置在所述外结晶器2下方的圆形腔体底部。本实施例中，在开浇初期，圆柱形引锭器10a将所述外结晶器2下方的圆形腔体底部封住，随着浇铸的进行，升降推杆11向下拖动圆形引锭器10a的同时做周期性上下振动，使铸坯坯壳相对内、外结晶器做上下运动，起到铸坯坯壳与内、外结晶器1、2脱壳之目的。

如图1所示，下面说明本发明实施例的操作过程：

(1)装配：如图3和图8所示，完成各部件装配工作，并将引锭器10设置在特殊的内结晶器1和外结晶器2的下方腔体中，并处理周边缝隙，即可待料浇铸；

(2)浇铸：将合格钢水吊至中间包7上方，打开钢水包水口控制系统，待中间包7内的钢水量达到80％后开启中间包7的出液口，钢液从中间包7的出钢液口经由铸流分配器8分别引入互为180度的上盖机构5的水口穿入孔5e中，钢液接着由切线内浇道6h旋转着进入基座机构6的圆坯铸腔内，金属液在铸腔内做圆周运动，漂浮在金属液面上的浮渣在旋转过程中靠比重差实现钢、渣分离，并被安装在上盖机构5上的挡渣板5g分离而进入排渣沟6i，从排渣口3a排出；

金属液受到特殊的内结晶器1和外结晶器2的冷却凝固并形成坯壳，坯壳通过引锭器10在向下拉坯的同时，升降推杆11带动引锭器、铸坯相对结晶器1、2做上下振动，使坯壳与结晶器脱离，在拉坯速度下逐渐向下移动，同时坯壳逐渐增厚，在结晶器内形成沿内外结晶器1、2两侧的V型凝固坯壳及芯部V型液芯；当坯壳拉出内、外结晶器瞬间红热的坯壳暴露在空气当中，进入第二水冷系统9；

(3)冷却控制：进入第二水冷系统9的带有液芯的红热大断面铸坯，外表面受到来自外结晶器2下方的外二水冷喷嘴9c的冷却，温度逐渐下降，液芯比例逐渐减小至V型底部完全形成固体；

(4)电磁搅拌与加热停浇：过热金属液注入型腔后，受特殊的内结晶器1和外结晶器2上的冷却水回路以及变频感应线圈6e的冷却温度下降，在圆柱面内腔上形成微弱的凝固层或过冷金属层；

在正常浇铸过程，变频感应线圈6e主要使用周期性低频交变磁场对过冷金属层实施搅拌，将过冷金属液与液体中部较高温的液体进行混合，增进金属液内非均匀核心数量；浇铸后期，配合拉速逐渐降低，直至停止拉拔，上方补缩液体仅用来补充V型液芯凝固所需的等同于冒口的那部分时，变频感应线圈6e的工作频率改为工频或中频持续供电，此时水冷变频感应线圈6e充当感应加热保温炉作用，起到冒口保温加热效果；

随后，随着液芯不断减少，液芯末端逐步进入结晶器内时，逐步减小特殊的内结晶器1内的冷却水，并缓慢提升特殊的内结晶器1直至变频感应线圈6e内剩余金属液全部进入坯壳内，完全拔出特殊的内结晶器1，在剩余金属液上方覆盖保温材料，直至完全凝固；

(5)脱锭：在完全凝固区下端在正常连续铸造过程，通过热钜将已凝固钢坯从浇铸系统中取出，实现连续铸坯；也可以连续铸造一定长度后，停止浇铸直至剩余金属液完全凝固为止(如上述第(4)中的停浇步骤)，最后将整个锭坯一次取出，实现半连续铸坯。

本实施例中，升降推杆11拖动引锭器10和铸坯及坯壳相对内外结晶器1、2做上下相对运动，起到坯壳外表面与外结晶器2脱壳目的，且坯壳与特殊的内结晶器1间上下相对运动，起到半固态下捣实中心组织、消除中心缩孔、疏松作用。

如图13所示，在铸坯及坯壳整个上下捣固周期中，可用下面四个阶段过程来描述：

如图13(a)所示，第一阶段：为初始状态，此时为特殊的内结晶器1与下方实心固相间距离拉长过程，将上方的高温液相，即高温过热金属液4c放入中心V熔池，在铸造腔内，在高温过热金属液4c与正常铸坯4之间从上向下依次为，富集大量晶核的过冷金属液4d(固相比例0-30％)，第一半固态两相区4e(固相比例60-90％)和密实的高温固相4g；

如图13(b)所示，第二阶段：为第一凝固形核阶段，此时为进入中心熔池的富集大量晶核的过冷金属液4d(固相比例0-30％)受下方和侧面的传热和受上方及内侧内结晶器1的传热冷却，形成靠近下凝固体的下V型固液两相区4e(固相比例≥60-90％)和靠近上V型内结晶器的上V型固液两相区4f，上V型固液两相区4f亦称第二半固态两相区(固相比例30-60％)；

如图13(c)所示，第三阶段：为第二凝固形核阶段，上、下V型固液两相区4f、4e的固相分数比例继续增大，同时中间的纯液相区不断缩小，最后上、下固液两相区趋于合并；

如图13(d)所示，第四阶段：为半固态压合阶段，特殊的内结晶器1与下方实心固相4g间距离相对缩短，即依靠铸坯4与特殊的内结晶器1的相对挤压运动，将中部的半固态液固两相区压合，使伴生在两相区内的疏松孔洞压实，起到消除疏松缩孔的目的，整个运动周期结束；内结晶器与下方实心固相间距离再次拉开进入下一个循环。

此外，特殊的内结晶器1与下方实心固相4g间的相对运动，可通过拉坯机构的上下运动来实现，上部的内、外结晶器1、2连同基座机构6、上盖机构5不动；或者，可通过安装在钢结构基础3b间的液压振动机构，拖动基座机构6与内、外结晶器1、2进行上下周期运动实现；或者，可通过安装在上盖机构5上的内结晶器法兰1f上的升降机构驱动特殊的内结晶器1的周期性上下运动来。其中，拉坯机构，液压振动机构和升降机构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

实施方式二

本实施方式中，所述特殊的内结晶器1为柱状结构，其与所述上盖机构5、基座机构6、外结晶器2和引锭器10组成了空心管坯铸造装置。本实施例通过更换不同外径尺寸可生产不同壁厚规格的大直径管坯。具体如下：

参见图7所示，所述特殊的内结晶器1包括进水直导管1h，回水导管1i和冷却水回路。回水导管1i间隔地围设在所述进水直导管1h外，所述回水导管1i包括上下连接的回水直导管1j和内结晶器外套1k，所述回水导管1i的外部包覆有第一隔热套1g；冷却水回路设置在所述内结晶器1的内部。在此处，所述内结晶器外套1k呈柱型，所述铸坯4为空心管坯4b。

所述冷却水回路包括进水回路1a，回水回路1b和水孔1c。所述进水回路1a位于所述进水直导管1h内，所述进水回路1a的上端为进水口1d；所述进水直导管1h与回水导管1i之间的间隙构成所述回水回路1b，所述回水回路1b的上端为回水口1e；水孔1c设置在所述进水直导管1h的下端与所述内结晶器外套1k之间，所述进水回路1a和回水回路1b通过水孔1c相连通。

进一步而言，所述回水直导管1j还包括回水法兰13a，回水法兰13a的内侧端连接在所述进水直导管1h上，外侧端连接在回水直导管1j的底部；所述内结晶器外套1k包括外套管13b和连接在外套管13b顶部的外套法兰13c，外套法兰13c的内侧端连接在所述进水直导管1h上；

所述特殊的内结晶器1还包括内结晶器内套13d，所述内结晶器内套13d包括内套管13e和连接在内套管13e顶部的内套上法兰13f，内套上法兰13f的内侧端连接在所述进水直导管1h上，所述内套管13e间隔地设置在所述外套管13b的内部；所述回水法兰13a，外套法兰13c和内套上法兰13f上下依次固定连接在一起；所述内套管13e下部还设有隔板13g和内套端面盖板13h，内套端面盖板13h位于隔板13g的下方，所述隔板13g、内套端面盖板13h的内侧端均连接在所述进水直导管1h上，外侧端均连接在内套管13e上；

所述水孔包括第一水孔13i，第二水孔13j，第三水孔13k和第四水孔13m，所述第一水孔13i径向贯穿所述进水直导管1h的下部，所述第二水孔13j径向贯穿所述内套管13e的下端，且所述第一、二水孔13i、13j均位于所述隔板13g与内套端面盖板13h之间，所述第三水孔13k径向贯穿所述内套管13e的上端，第三水孔13k位于所述隔板13g的上方，所述第四水孔13m纵向贯穿所述回水法兰13a，外套法兰13c和内套上法兰13f。

本实施例中，如图7中的箭头方向所示，冷却水从进水口1d进入进水直导管1h中，接着从第一、二水孔13i、13j进入外套管13b和内套管13e之间的间隙中，接着从第三水孔13k进入内套管13e和进水直导管1h之间的间隙中，再从第四水孔13m流入回水直导管1m和进水直导管1h之间的间隙，接着从回水口1e流出。

如图5所示，本实施方式的第二水冷系统9包括外二水冷喷射组件9a，二冷段足辊9e和内二水冷喷射组件9f。所述外二水冷喷射组件9a和二冷段足辊9e的结构与上述实施方式一相同，在此不再详细说明。所述内二水冷喷射组件9f包括中心喷水管9g和沿着中心喷水管轴向设置的多排内二水冷喷嘴组9j，所述中心喷水管9g通过所述异径接头9h与所述进水直导管1h内插设的喷嘴导管9i相连接，所述喷嘴导管9i的上端穿出所述进水直导管1h而外露，下端位于所述进水直导管1h内。其中，各内二水冷喷嘴组9j的上下位置与各外二水冷喷嘴组9b可相对应。

此外，可使中心喷水管9g与喷嘴导管9i相连通，并在喷嘴导管9i的上端设置水量控制开关9k，用于控制内二水冷喷嘴组9j的喷水量；或者，使喷嘴导管9i为可旋转设置，喷嘴导管9i的底端设有阀门，当需要内二水冷喷嘴组9j喷水时，开启阀门，使喷嘴导管9i的水流入中心喷水管9g中，当不需要内二水冷喷嘴组9j喷水时，关闭阀门，喷嘴导管9i的水无法流入中心喷水管9g中。

本实施例的内二水冷喷射组件9f用于继续冷却出内、外结晶器1、2的空心铸管坯4b的内壁。

所述铸造装置还包括引锭器10和升降推杆11，所述升降推杆11连接在引锭器10的底部，带动引锭器10上下移动；所述引锭器10为圆环筒形引锭器10b，在开浇初期状态下，圆环筒形引锭器10b的上方设置在所述特殊的内结晶器1与外结晶器2之间的环形腔体的底部。

所述铸造装置还包括升降推杆11，所述升降推杆11连接在引锭器10的底部，并带动引锭器10上下移动；所述引锭器10为环筒形引锭器10b，在开浇初期状态下，环形引锭器10b的上方设置在所述特殊的内结晶器1与外结晶器2之间的环形腔体的底部。

图14显示了本发明的一个实际案例仿真缺陷预测分析结果，实验方案为外径Φ1800mm、壁厚500mm、高度11000mm、内孔直径Φ1000mm、试验材质Q345R容器钢的空心管坯半连续铸造。如图14所示，试验结果：铸坯铸造出品率90％以上；中心无缩孔类缺陷；中心有轻微的可以锻造轧合的疏松类缺陷。当拉坯长度为20000mm时，可实现连续铸造，此时铸坯铸造出品率可达95％～98％。

本发明实施例与传统方法相比具有以下优点：

1、由于本发明实施例采用上盖机构5、基座机构6与中心特殊的内结晶器1的特殊固定方式，使内、外结晶器1、2的固定、同心更换变得更加容易方便。

2、由于本发明实施例采用内、外结晶器1、2对铸坯的双向冷却，使铸坯冷却、凝固可适应的有效厚度大大增加，可铸造的铸坯厚度增厚近一倍。

3、由于本发明实施例采用特殊的可更换特殊的内结晶器1，通过更换特殊的内结晶器1，可轻松的实现空心管坯铸造与实心坯铸造的灵活切换，实现了一套装置，同时可生产实心坯与空心坯。

4、由于本发明实施例的管坯铸造系统采用了内外喷水的第二水冷系统，相对单外表面喷水的传统机构冷却强度高，铸坯液芯短、产品致密度高、偏析轻、质量好。

5、由于本发明实施例的实心铸坯采用了特殊的火箭头特殊的内结晶器1的结构和特殊的芯部半固态捣固压实方法，起到了强制轧合中心缩孔、疏松，对消除大断面中心凝固缺陷起到了决定性作用，与传统铸坯表面液芯轻压下方法相比机构更加简单、效果更加明显。

6、由于本发明实施例采用立式浇铸拉坯方法，避免了大断面圆周上下凝固不一致，杂质或偏析在上半部分聚集的不足，保证了整个铸坯质量的一致性。

7、由于本发明实施例浇铸系统采用了双切线式内浇口结构，金属液从切线内浇道6h旋转进入型腔，避免了整个断面特别是超大断面铸造的温度、凝固不一致现象，同时还有利用钢渣比重差分离钢渣作用。

8、由于本发明实施例在上盖金属液旋转的轨迹上设置了渣铁分离挡板机构，即具有挡渣板5g，可以有效的实现浮渣与纯净金属液的分离、排出。

9、由于本发明实施例内、外结晶器1、2均采用了高强度石墨复合工作衬，可有效的起到保护铜套结晶器作用、有润滑脱壳辅助功效，可实现无保护渣铸造。

10、由于本发明实施例设置了变频感应线圈6e，实现了正常生产过程电磁搅拌、细化晶粒、调整腔内金属液温度的有利作用，配合尾坯拉坯速度的变化，同时起到了尾坯冒口加热保温，缩短尾坯缩孔、缩管，提高铸坯成材率的重要效果。

综上所述，由于以上措施的应用，使得本发明实施例的超大断面实心铸坯的连铸不再受断面规格的限制，使得超大直径、厚壁的空心管坯连铸得以实现，内外结晶器冷却系统、内外表面喷水的第二水冷系统以及半固相捣固方法、变频感应线圈尾坯加热保温作用，起到了提高铸件质量、提高成材率的作用。

本实施方式的其他结构、工作原理和有益效果与实施方式一的相同，在此不再赘述。

实施方式三

本发明实施例还提出了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1、外结晶器2、上盖机构5和基座机构6；基座机构与上盖机构5的内部相互连通，上盖机构5和基座机构6上下固定连接；外结晶器2固定连接在所述基座机构6的下方；特殊的内结晶器1固定连接在所述上盖机构5上，且特殊的内结晶器1的下方穿设于所述上盖机构5和基座机构6的内部，使所述特殊的内结晶器1的下部位于所述外结晶器2的内侧，并被所述外结晶器2同心环绕设置；

B、提供引锭器10和升降推杆11，升降推杆11连接在引锭器10的底部，并带动引锭器上下移动，将所述引锭器10设置在所述外结晶器2下方的腔体底部；

C、将金属液引入上盖机构5内，进而使金属液填充在所述特殊的内结晶器1和外结晶器2之间，金属液经过特殊的内结晶器1和外结晶器2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。

本实施方式的其他进一步的步骤和结构可与实施方式一、二的相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述铸造装置包括特殊的内结晶器(1)，外结晶器(2)，上盖机构(5)，基座机构(6)和引锭器(10)；基座机构(6)与上盖机构(5)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(1)固定连接在所述上盖机构(5)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(1)的下部位于所述外结晶器的内侧，并被所述外结晶器(2)同心环绕设置，所述内结晶器(1)和外结晶器(2)之间填充有金属液；在开浇初期，所述引锭器(10)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(4)，所述铸坯位于引锭器上，所述上盖机构(5)包括呈冂形的上盖壳体(5a)，所述上盖壳体的底部外侧连接有用来连接所述基座机构(6)的第一上盖法兰(5b)，所述上盖壳体的内腔砌筑有绝热保温衬体(5c)；所述上盖机构的中心轴向贯穿设有内结晶器穿孔(5d)，所述上盖机构上轴向贯穿设有水口穿入孔(5e)，所述水口穿入孔位于所述内结晶器穿孔(5d)的外侧，所述上盖壳体(5a)的顶部对应内结晶器穿孔的位置设有用来连接所述特殊的内结晶器(1)的第二上盖法兰(5f)；

其中，所述引锭器(10)为断面为圆环状的圆环筒形引锭器(10b)，所述特殊的内结晶器(1)为柱状结构，其与所述上盖机构(5)、基座机构(6)、外结晶器(2)和圆环筒形引锭器(10b)组成了空心管坯铸造装置；或者，所述引锭器(10)为断面为实心圆状的圆柱形引锭器(10a)，所述特殊的内结晶器(1)为倒置的火箭头状结构，其与所述上盖机构(5)、基座机构(6)、外结晶器(2)和圆柱形引锭器(10a)组成了实心铸坯铸造装置。

2.根据权利要求1所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述特殊的内结晶器(1)包括进水直导管(1h)，回水导管和冷却水回路；回水导管间隔地围设在所述进水直导管外，所述回水导管包括上下连接的回水直导管和内结晶器外套，所述回水导管的外部包覆有第一隔热套；冷却水回路设置在所述内结晶器的内部。

3.根据权利要求2所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述内结晶器外套呈V型，所述铸坯为实心铸坯。

4.根据权利要求2所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述内结晶器外套呈柱型，所述铸坯为空心管坯。

5.根据权利要求3或4所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述冷却水回路包括进水回路(1a)，回水回路(1b)和水孔(1c)；进水回路(1a)位于所述进水直导管内，所述进水回路的上端为进水口(1d)；所述进水直导管与回水导管(1i)之间的间隙构成所述回水回路(1b)，所述回水回路(1b)的上端为回水口(1e)；水孔(1c)设置在所述进水直导管(1h)的下端与所述内结晶器外套(1k)之间，所述进水回路(1a)和回水回路(1b)通过水孔(1c)相连通。

6.根据权利要求3或4所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述第一隔热套(1g)包括高温耐火管(1m)和高强度石墨(1n)，所述高温耐火管包覆在所述回水直导管(1j)的外部，所述高强度石墨包覆所述内结晶器外套(1k)的外部。

7.根据权利要求5所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述特殊的内结晶器的上方具有内结晶器法兰(1f)，所述内结晶器(1)通过所述内结晶器法兰而固定在所述上盖机构(5)上；

所述回水导管(1i)还包括回水冒导管(1p)，所述回水冒导管连接在回水直导管(1j)的顶部，所述回水口(1e)设置在回水冒导管上，所述内结晶器法兰(1f)位于所述回水直导管(1j)的顶部。

8.根据权利要求5所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述回水直导管(1j)还包括回水法兰(13a)，回水法兰的内侧端连接在所述进水直导管(1h)上，外侧端连接在回水直导管的底部；所述内结晶器外套(1k)包括外套管(13b)和连接在外套管顶部的外套法兰(13c)，外套法兰的内侧端连接在所述进水直导管上；

所述特殊的内结晶器(1)还包括内结晶器内套(13d)，所述内结晶器内套包括内套管(13e)和连接在内套管顶部的内套上法兰(13f)，内套上法兰的内侧端连接在所述进水直导管(1h)上，所述内套管间隔地设置在所述外套管的内部；所述回水法兰(13a)，外套法兰(13c)和内套上法兰上下依次固定连接在一起；所述内套管(13e)下部还设有隔板(13g)和内套端面盖板(13h)，内套端面盖板位于隔板的下方，所述隔板、内套端面盖板的内侧端均连接在所述进水直导管(1h)上，外侧端均连接在内套管上；

所述水孔包括第一水孔(13i)，第二水孔(13j)，第三水孔(13k)和第四水孔(13m)，所述第一水孔径向贯穿所述进水直导管(1h)的下部，所述第二水孔径向贯穿所述内套管(13e)的下端，且所述第一、二水孔均位于所述隔板(13g)与内套端面盖板(13h)之间，所述第三水孔径向贯穿所述内套管(13e)的上端，第三水孔位于所述隔板(13g)的上方，所述第四水孔纵向贯穿所述回水法兰(13a)，外套法兰和内套上法兰(13f)。

9.根据权利要求1所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，在所述绝热保温衬体(5c)的底部，从所述内结晶器穿孔(5d)的边缘向外侧沿切线方向延伸设有挡渣板(5g)；所述上盖机构(5)上轴向贯穿设有放散孔(5h)，所述放散孔位于所述内结晶器穿孔(5d)的外侧，在所述上盖壳体(5a)的上部设有盖在所述放散孔上端的绝热盖板(5i)；

所述绝热保温衬体(5c)包括耐火打结料(5j)和绝热耐火内衬(5k)，所述绝热耐火内衬连接在所述上盖壳体(5a)的内腔的底部，所述上盖壳体与所述绝热耐火内衬之间填充所述耐火打结料(5j)。

10.根据权利要求1所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述基座机构(6)包括呈凹字形的基座壳体(6a)，所述基座壳体的顶部外侧连接有用来连接所述上盖机构的第一基座法兰(6b)，所述第一基座法兰与所述第一上盖法兰(5b)通过紧固连接件固定结合，所述基座壳体上设有耐火衬体(6c)，所述基座机构的中心轴向贯穿设有基座中心孔(6d)，所述基座壳体(6a)的底部对应基座中心孔的位置设有用来连接所述外结晶器(2)的第二基座法兰(6g)。

11.根据权利要求10所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述基座机构(6)上部开设有与所述基座中心孔切向布置的切线内浇道(6h)，所述切线内浇道的外端与上述水口穿入孔(5e)相对应，内端与所述基座中心孔(6d)相连通。

12.根据权利要求10所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述基座机构下部，位于所述外结晶器上部环设有变频感应线圈(6e)，变频感应线圈环绕在所述基座中心孔的外侧，变频感应线圈之外设有线圈保护罩(6f)。

13.根据权利要求9所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述基座机构(6)上轴向设有排渣口(3a)，所述排渣口与上述放散孔(5h)相对应，在所述排渣口与所述基座中心孔(6d)之间连接有排渣沟(6i)。

14.根据权利要求12所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述耐火衬体(6c)包括高温耐火衬(6k)，碳素耐火砖内衬(6m)和打结耐火料(6n)，所述高温耐火衬设于所述基座壳体(6a)的内腔的上部，所述碳素耐火砖内衬设于所述高温耐火衬的下部并位于所述基座中心孔(6d)周围，所述打结耐火料填充于所述高温耐火衬和基座壳体之间，并位于所述线圈保护罩(6f)的外部。

15.根据权利要求3所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述铸造装置还包括第二水冷系统(9)，所述第二水冷系统连接在所述外结晶器(2)的下方，所述第二水冷系统包括外二水冷喷射组件(9a)和二冷段足辊(9e)；所述外二水冷喷射组件包括沿着铸坯(4)轴向设置的多排外二冷喷嘴环组(9b)，每排外二冷喷嘴环组具有沿铸坯外圆周均布的多个外二水冷喷嘴(9c)，在外二水冷喷射组件(9a)外部设有蒸汽回收箱(9d)；二冷段足辊(9e)设置在上下相邻的两个外二水冷喷嘴环组之间，用来夹持带有液芯的红热铸坯(4)。

16.根据权利要求4所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述铸造装置还包括第二水冷系统(9)，所述第二水冷系统连接在所述外结晶器的下方，所述第二水冷系统包括外二水冷喷射组件(9a)，内二水冷喷射组件(9f)和二冷段足辊(9e)；所述外二水冷喷射组件包括沿着铸坯(4)轴向设置的多排外二冷喷嘴环组(9b)，每排外二冷喷嘴环组具有沿铸坯外圆周均布的多个外二水冷喷嘴(9c)，在外二水冷喷射组件外部设有蒸汽回收箱(9d)；所述内二水冷喷射组件(9f)包括中心喷水管(9g)和沿着中心喷水管轴向设置的多排内二水冷喷嘴组(9j)，所述中心喷水管通过异径接头(9h)与所述进水直导管(1h)内插设的喷嘴导管(9i)相连接，所述喷嘴导管(9i)的上端穿出所述进水直导管而外露，下端位于所述进水直导管内；二冷段足辊(9e)设置在上下相邻的两个外二水冷喷嘴环组之间，用来夹持带有液芯的红热铸坯(4)。

17.根据权利要求7所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述内结晶器法兰(1f)上设有升降机构，所述升降机构驱动所述内结晶器(1)周期性上下运动。

18.根据权利要求3所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述铸造装置还包括升降推杆(11)，所述升降推杆连接在所述引锭器(10)的底部，并带动引锭器上下移动；所述引锭器为圆柱形引锭器(10a)，在开浇初期状态下，圆柱形引锭器(10a)的上方设置在所述外结晶器(2)下方的圆形腔体底部。

19.根据权利要求4所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述铸造装置还包括升降推杆(11)，所述升降推杆连接在所述引锭器(10)的底部，并带动引锭器上下移动；所述引锭器为圆环筒形引锭器(10b)，在开浇初期状态下，圆环筒形引锭器(10b)的上方设置在所述特殊的内结晶器(1)与外结晶器(2)之间的环形腔体的底部。

20.根据权利要求1所述的大断面连铸坯的铸造装置，其特征在于，所述铸造装置还包括带加热的中间包(7)和铸流分配器(8)，所述铸流分配器将所述中间包内的水流分配为一至四流导入所述上盖机构(5)内；在所述外结晶器(2)下方环设有多排夹持导向辊(12)。

21.一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(1)、外结晶器(2)、上盖机构(5)和基座机构(6)；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，其中，所述特殊的内结晶器(1)为柱状结构，引锭器(10)为断面为圆环状的圆环筒形引锭器(10b)，所述内结晶器(1)与所述上盖机构(5)、基座机构(6)、外结晶器(2)和圆环筒形引锭器(10b)组成了空心管坯铸造装置；或者，所述特殊的内结晶器(1)为倒置的火箭头状结构，引锭器(10)为断面为实心圆状的圆柱形引锭器(10a)，所述内结晶器(1)与所述上盖机构(5)、基座机构(6)、外结晶器(2)和圆柱形引锭器(10a)组成了实心铸坯铸造装置，在同一台机器上，通过更换内结晶器类型，便既可用来铸造实心的圆坯，也可用来铸造空心的管坯的内结晶器，其中，所述上盖机构(5)包括呈冂形的上盖壳体(5a)，所述上盖壳体的底部外侧连接有用来连接所述基座机构(6)的第一上盖法兰(5b)，所述上盖壳体的内腔砌筑有绝热保温衬体(5c)；所述上盖机构的中心轴向贯穿设有内结晶器穿孔(5d)，所述上盖机构上轴向贯穿设有水口穿入孔(5e)，所述水口穿入孔位于所述内结晶器穿孔(5d)的外侧，所述上盖壳体(5a)的顶部对应内结晶器穿孔的位置设有用来连接所述特殊的内结晶器(1)的第二上盖法兰(5f)；

B、提供引锭器(10)和升降推杆(11)，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(2)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。