CN104325096B - 钢锭铸造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢锭铸造装置，特别涉及一种用于钢锭生产时钢液冷凝过程中的钢锭铸造装置，包括钢管模具，钢管模具上端安装分流器，钢管模具下端设置振动器，振动器包括底板、振动板及振动体，振动体安装在振动板底部，振动板通过立柱与底板相连，振动板上方固定有隔热层，隔热层包括刚性的框架及设置在框架内的填腔，填腔内填装隔热保温材料。本发明通过设置振动器，振动器产生的振动力使钢液在冷凝过程中受到扰动，其边部温度较低的钢液与中心温度高的钢液相互混合，减少或消除温差，使内外温度一致，保证结晶过程均匀，从而大大改善钢锭中的缩孔现象，提高钢锭整体质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢锭铸造装置，特别涉及一种用于钢锭生产时钢液冷凝过程中的钢锭铸造装置。
背景技术
钢坯是钢水经铸造冷凝后获得的产品，炼钢炉炼成的钢水首先由坩埚流入分流器，再经分流器流入钢管模具内，然后由液态逐渐冷凝为固态，最终形成钢锭。钢管模具整体设置在真空熔炼炉内，避免熔炼时的氧化作用。现有的生产工艺中，钢液进入钢管模具后即进入静止状态，然后逐渐冷凝为固态，由于钢管模具吸热，靠近金属模具表面的钢液很快就降到凝固温度并凝固成一层外层，内部的钢液逐层凝固，液面下降，内部出现空隙，最终在钢锭中形成缩孔，影响钢锭整体质量。
现有的分流器为24孔，与24根钢管模具本体配套使用，槽型钢液分流器的器本体上开有一个矩形中心槽，24个分流孔均匀布置在该中心槽内，中心槽的周边为边框，钢液由O点倒入后分流，由于中心槽是一个大的平面，钢液倒入后在此平面内无规则流动，导致每根钢管模具本体内流入的钢液不均匀，造成钢管模具本体内的钢锭表面结巴严重，严重影响钢锭的表现质量。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种钢锭铸造装置，提高钢锭整体质量。
本发明所述的钢锭铸造装置，包括钢管模具，钢管模具上端安装分流器，钢管模具下端设置振动器。
通过在钢管模具下方设置振动器，振动器产生的振动力使钢液在冷凝过程中受到扰动，其边部温度较低的钢液与中心温度高的钢液相互混合，减少或消除温差，使内外温度一致，保证结晶过程均匀，从而大大改善钢锭中的缩孔现象，提高钢锭整体质量。
所述的振动器包括底板、振动板及振动体，振动体安装在振动板底部，振动板通过立柱与底板相连，振动板上方固定有隔热层，隔热层包括刚性的框架及设置在框架内的填腔，填腔内填装隔热保温材料。钢管模具放置在隔热层的上方，通过振动体对振动板激振，通过隔热层将激振力传递至钢管模具内，填装的隔热保温材料对钢管模具起保温作用，同时避免热量经振动板传递至振动体上，保证振动体的正常运行。
所述的隔热层包括立板、隔板，立板沿隔热层周边形成框架，隔板设置在框架内，并将隔热层分隔成多个圆形或多边形填腔。
所述的隔板包括横隔板、纵隔板，横隔板与纵隔板横向及纵向布置在框架内，分隔出多个方形填腔。隔板上端面与立板上端面齐平，上端面处于同一平面，使钢管模具可靠放置在隔热层上。
所述的立柱包括上柱体、下柱体及卡台，卡台设置在上柱体、下柱体连接处，上柱体固定在振动板上，下柱体穿装在底板对应的通孔内，下柱体外周套有弹簧，弹簧上端卡在卡台上，其下端卡在底板通孔周边的凸台上。振动时，下柱体在通孔内上下做往复运动，通过设置弹簧，降低振动噪音。
所述的振动板内设有通水腔，其两端设置进水口、排水口，通过在振动板上通冷却水，进一步隔绝热量的传递，保护振动体。
分流器包括器本体，器本体上设有槽，槽内设有24个分流孔，分流孔沿器本体宽度方向布置上分流孔排、中分流孔排、下分流孔排三排，每排分流孔沿器本体长度方向布置8个，槽由倒入槽、主流槽、第一分流槽、第二分流槽组成，倒入槽设置在器本体中部，并与主流槽一端相通，主流槽另一端与第一分流槽、第二分流槽互通，第一分流槽、第二分流槽对称设置在主流槽两侧。倒入槽用于钢液的倒入，钢液由倒入槽进入主流槽，再由主流槽均匀分入第一分流槽、第二分流槽，由此，钢液分成两路做有规则的流动，钢液逐步通过分流孔流入每根钢管模具内，使钢管模具内的钢液均匀，从而避免钢锭表面的结巴现象，提高钢锭表面质量。
所述的第一分流槽沿钢液流动方向依次经过上分流孔排的由中部到左侧外端的四个分流孔、中分流孔排的由左侧外端向中部的三个分流孔及下分流孔排的由中部到左侧外端的三个分流孔；所述的第二分流槽沿钢液流动方向依次经过上分流孔排的由中部到右侧外端的四个分流孔、中分流孔排的由右侧外端向中部的三个分流孔及下分流孔排的由中部到右侧外端的三个分流孔。
所述的第一分流槽、第二分流槽为S型。
所述的分流孔从上到下由喇叭口、矩形口组成，喇叭口小径端与矩形口相连；槽的槽壁由槽底向上呈外扩的喇叭口型。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、本钢锭铸造装置通过设置振动器，振动器产生的振动力使钢液在冷凝过程中受到扰动，其边部温度较低的钢液与中心温度高的钢液相互混合，减少或消除温差，使内外温度一致，保证结晶过程均匀，从而大大改善钢锭中的缩孔现象，提高钢锭整体质量。
2、钢管模具中的钢液在冷凝时，温度不能快速下降，通过设置隔热层，在隔热层内填装隔热保温材料，一方面避免钢管模具的热量向下散失，保证保温效果，另一方面避免热量传到下方的振动体，造成设备损坏，同时，隔热层采用刚性的框架，保证振动过程中对激振力的传递作用。
3、振动板内通入冷却水，进一步防止热量向下传递，保证振动体的正常工作。
4、分流器通过将槽分为倒入槽、主流槽、第一分流槽、第二分流槽，钢液分成两路做有规则的流动，从而使每个分流孔及每根钢管模具中的钢液均匀，避免表面结巴现象的产生，大大提高钢锭的表面质量，合格率由原来的70％提高到98％以上。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是分流器结构示意图
图3是图2中A-A处剖视图；
图4是图2中B-B处剖视图；
图5是振动器结构示意图；
图6是图5的左视图；
图7是隔热层结构示意图。
图中：1、分流器；2、钢管模具本体；3、模具框架；4、振动器；1.1、器本体；1.2、第一分流槽；1.3、倒入槽；1.4、主流槽；1.5、第二分流槽；1.6、分流孔；1.7、上分流孔排；1.8、中分流孔排；1.9、下分流孔排；1.10、槽壁；1.61、喇叭口；1.62、矩形口；4.1、底板；4.2、弹簧；4.3、立柱；4.4、排水口；4.5、振动板；4.6、排气口；4.7、隔热层；4.8、进气口；4.9、进水口；4.10、振动体；4.11、通孔；4.12、凸台；4.31、上柱体；4.32、卡台；4.33、下柱体；4.71、立板；4.72、横隔板；4.73、纵隔板；4.74、填腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述。
如图1所示，本钢锭铸造装置包括钢管模具，钢管模具上端安装分流器1，钢管模具下端设置振动器4，钢管模具由钢管模具本体2和模具框架3组成，钢管模具本体2安装在模具框架3内，模具框架3放置在振动器4上。
如图2所示，分流器1包括器本体1.1，器本体1.1上设有槽，槽内设有24个分流孔1.6，分流孔1.6沿器本体1.1宽度方向均匀布置上分流孔排1.7、中分流孔排1.8、下分流孔排1.9三排，每排分流孔1.6沿器本体1.1长度方向均匀布置8个，槽由倒入槽1.3、主流槽1.4、第一分流槽1.2、第二分流槽1.5组成，倒入槽1.3设置在器本体1.1中部，并与主流槽1.4一端相通，主流槽1.4另一端与第一分流槽1.2、第二分流槽1.5互通，第一分流槽1.2、第二分流槽1.5对称设置在主流槽1.4两侧。
倒入槽1.3为矩形，覆盖中分流孔排1.8中间两个分流孔1.6及下分流孔排1.9中间两个分流孔1.6，其余分流孔1.6分别设置在第一分流槽1.2和第二分流槽1.5内，第一分流槽1.2和第二分流槽1.5均为S型，其中第一分流槽1.2沿钢液流动方向依次经过上分流孔排1.7的由中部到左侧外端的四个分流孔1.6、中分流孔排1.8的由左侧外端向中部的三个分流孔1.6及下分流孔排1.9的由中部到左侧外端的三个分流孔1.6；第二分流槽1.5沿钢液流动方向依次经过上分流孔排1.7的由中部到右侧外端的四个分流孔1.6、中分流孔排1.8的由右侧外端向中部的三个分流孔1.6及下分流孔排1.9的由中部到右侧外端的三个分流孔1.6。
如图3～4所示，分流孔1.6从上到下由喇叭口1.61、矩形口1.62组成，喇叭口1.61小径端与矩形口1.62相连，便于钢液的流入，倒入槽1.3、主流槽1.4、第一分流槽1.2、第二分流槽1.5的槽壁1.10由槽底向上呈外扩的喇叭口型。
如图5～6所示，振动器4包括底板4.1、振动板4.5及振动体4.10，振动体4.10安装在振动板4.5中间底部，振动板4.5通过立柱4.3与底板4.1相连，振动板4.5上方通过焊接方式固定有隔热层4.7。
立柱4.3均匀布置在振动板4.5的周边，包括上柱体4.31、下柱体4.33及卡台4.32，卡台4.32设置在上柱体4.31、下柱体4.33连接处，上柱体4.31固定在振动板4.5上，下柱体4.33穿装在底板4.1对应的通孔4.11内，其前端部分进入通孔4.11，并且振动过程中，其下端不超出通孔4.11下端。下柱体4.33外周套有弹簧4.2，弹簧4.2上端卡在卡台4.32上，其下端卡在底板通孔4.11周边的凸台4.12上，上柱体4.31上端通过法兰与振动板4.5固定连接。
振动板4.5内设有通水腔，该通水腔呈蛇形均布在振动板4.5内，其两端设置进水口4.9、排水口4.4，用于通冷却水，以防止热量传递至振动体4.10。
振动体4.10为气动振动体，其一端的进气口4.8与压缩气相连，另一端设置两个排气口4.6。
如图7所示，隔热层4.7包括立板4.71、隔板，立板4.71沿隔热层周边形成刚性的框架，隔板设置在框架内，并将隔热层4.7分隔成多个填腔4.74，填腔4.74可以为圆形或多边形，本实施例中，隔板包括横隔板4.72、纵隔板4.73，横隔板4.72与纵隔板4.73横向及纵向布置在框架内，分隔出多个方形填腔4.74，隔板上端面与立板4.71上端面齐平。填腔4.74内填装隔热保温材料，隔热保温材料为硅酸铝毡、珍珠岩棉、酚醛泡沫材料等，优选硅酸铝毡。
工作过程：
使用时，由坩埚向分流器1倒入钢液，在倒入槽1.3的O点倾倒，钢液进入倒入槽1.3后灌注中间的分流孔1.6，经主流槽1.4均匀流向第一分流槽4.2、第二分流槽4.5，钢液分成两路做有规则的流动，并沿两路分流槽的S型线路流动，依次灌注上分流孔排4.7、中分流孔排4.8、下分流孔排4.9，最终完全流入24根钢管模具本体2中。
钢液由分流器1进入钢管模具本体2，钢液由液态向固态变化，启动振动体4.10进行激振，通过振动板4.5、隔热层4.7将激振力传递至钢管模具本体2，振动3～5分钟，有效改善钢锭中的缩孔现象。
Claims (8)
1.一种钢锭铸造装置，包括钢管模具，钢管模具上端安装分流器(1)，其特征在于：钢管模具下端设置振动器(4)；
所述的振动器(4)包括底板(4.1)、振动板(4.5)及振动体(4.10)，振动体(4.10)安装在振动板(4.5)底部，振动板(4.5)通过立柱(4.3)与底板(4.1)相连，振动板(4.5)上方固定有隔热层(4.7)，隔热层(4.7)包括刚性的框架及设置在框架内的填腔(4.74)，填腔(4.74)内填装隔热保温材料；
所述的立柱(4.3)包括上柱体(4.31)、下柱体(4.33)及卡台(4.32)，卡台(4.32)设置在上柱体(4.31)、下柱体(4.33)连接处，上柱体(4.31)固定在振动板(4.5)上，下柱体(4.33)穿装在底板(4.1)对应的通孔(4.11)内，下柱体(4.33)外周套有弹簧(4.2)，弹簧(4.2)上端卡在卡台(4.32)上，其下端卡在底板通孔(4.11)周边的凸台(4.12)上。
2.根据权利要求1所述的钢锭铸造装置，其特征在于：所述的隔热层(4.7)包括立板(4.71)、隔板，立板(4.71)沿隔热层周边形成框架，隔板设置在框架内，并将隔热层(4.7)分隔成多个圆形或多边形填腔(4.74)。
3.根据权利要求2所述的钢锭铸造装置，其特征在于：所述的隔板包括横隔板(4.72)、纵隔板(4.73)，横隔板(4.72)与纵隔板(4.73)横向及纵向布置在框架内，分隔出多个方形填腔(4.74)。
4.根据权利要求2～3任一所述的钢锭铸造装置，其特征在于：所述的振动板(4.5)内设有通水腔，通水腔两端设置进水口(4.9)、排水口(4.4)。
5.根据权利要求1所述的钢锭铸造装置，其特征在于：分流器(1)包括器本体(1.1)，器本体(1.1)上设有槽，槽内设有24个分流孔(1.6)，分流孔(1.6)沿器本体(1.1)宽度方向布置上分流孔排(1.7)、中分流孔排(1.8)、下分流孔排(1.9)三排，每排分流孔(1.6)沿器本体(1.1)长度方向布置8个，其特征在于：槽由倒入槽(1.3)、主流槽(1.4)、第一分流槽(1.2)、第二分流槽(1.5)组成，倒入槽(1.3)设置在器本体(1.1)中部，并与主流槽(1.4)一端相通，主流槽(1.4)另一端与第一分流槽(1.2)、第二分流槽(1.5)互通，第一分流槽(1.2)、第二分流槽(1.5)对称设置在主流槽(1.4)两侧。
6.根据权利要求5所述的钢锭铸造装置，其特征在于：所述的第一分流槽(1.2)沿钢液流动方向依次经过上分流孔排(1.7)的由中部到左侧外端的四个分流孔(1.6)、中分流孔排(1.8)的由左侧外端向中部的三个分流孔(1.6)及下分流孔排(1.9)的由中部到左侧外端的三个分流孔(1.6)；所述的第二分流槽(1.5)沿钢液流动方向依次经过上分流孔排(1.7)的由中部到右侧外端的四个分流孔(1.6)、中分流孔排(1.8)的由右侧外端向中部的三个分流孔(1.6)及下分流孔排(1.9)的由中部到右侧外端的三个分流孔(1.6)。
7.根据权利要求5或6所述的钢锭铸造装置，其特征在于：所述的第一分流槽(1.2)、第二分流槽(1.5)为S型。
8.根据权利要求5或6所述的钢锭铸造装置，其特征在于：所述的分流孔(1.6)从上到下由喇叭口(1.61)、矩形口(1.62)组成，喇叭口(1.61)小径端与矩形口(1.62)相连；槽的槽壁(1.10)由槽底向上呈外扩的喇叭口型。
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