CN106914678B - 一种连铸坯割瘤在线清理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种连铸坯割瘤在线清理装置及方法，属于连铸坯精整设备及方法技术领域，用于对连铸坯火焰切割割瘤进行在线清理。其技术方案是：它包括高压氮气吹扫部分和机械清理部分，高压吹扫管的上端与高压氮气管路相连接，高压吹扫管的下端连接吹嘴，吹嘴位于连铸坯的下方；压下臂位于切割后的定尺连铸坯的出坯辊道下方，压下臂的前端安装压下导轮，压下臂通过调节螺杆与摆动切割臂相连接，摆动切割臂的中部有杠杆轴，摆动切割臂的后端安装切割刀，切割刀与定尺连铸坯下表面相对。本发明可以分别对连铸坯的前端割瘤和后端割瘤进行清除，在连铸坯进行切割的同时快速有效地对连铸坯两切割端面的割瘤完成清理，效率高，切割干净彻底，清理干净度达到100%。

Description

一种连铸坯割瘤在线清理装置及方法

技术领域

本发明涉及一种连铸坯火焰切割割瘤的在线清理装置及方法，属于连铸坯精整设备及方法技术领域。

背景技术

连铸坯使用火焰切割定尺时，液态的钢水会粘贴在连铸坯切口下沿，在两个切割断面下沿形成割瘤。对特殊钢连铸坯，尤其是大断面的含Ni合金钢连铸坯，由于钢种特性的原因，液态钢水流动性差，割瘤会很大，可达到5~10mm高，10~30mm宽。

由于割瘤的存在，其冷却后会牢固粘贴在钢坯端部的下沿及下表面，后续轧钢工序轧制时，割瘤的冷却速度相对钢坯基体要快很多，硬度增大，轧机咬入时，经常会硌伤轧槽表面，或者掉落后粘到轧槽上，随轧机轧辊的转动再次轧入连铸坯表面，然后在经过数道次轧制延伸，成为钢材成品后，在钢材表面会形成长条状缺陷，不能满足产品的质量标准要求。所以连铸坯割瘤的存在极大增加了连铸坯轧制时对轧件表面造成损伤的质量风险。另一方面，即使割瘤没有硌伤轧槽或者粘槽，割瘤也会压入钢材的头部并延长形成结疤，有结疤缺陷的头部需要全部切除，就必须增加切头长度，导致成材率下降。因此，为了生产高品质的产品，连铸坯的割瘤在轧制之前必须进行清理去除。

目前，钢铁行业连铸坯割瘤的清理一般采用在冷状态下机械清理和高温状态下氮气吹扫两种方式。冷状态下的清理一般采用扁铲人工清理、风铲清理、带动力的机械设备清理等方式，这些方式在冷状态进行，需要专用工序和场地，需要对连铸坯进行翻面转头，费时费力，成本高。另一种是吹扫方式，在连铸坯出坯时在线采用高压氮气吹扫，此种方式简单方便，成本低，效率高，但实际使用效果不佳，其只能实现部分清除，很难两个切割端面都清理干净，不能满足需要。

迄今为止，对于连铸坯割瘤的清理一直沿用上述传统方法，不但效率低，而且清理不干净，导致连铸坯进入轧制工序后影响产品的质量，成为制约生产高品质产品的难题，亟待加以解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种连铸坯割瘤在线清理装置及方法，这种装置和方法可以在连铸机生产连铸坯时，低成本、高效率地在线清理连铸坯割瘤。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种连铸坯割瘤在线清理装置，它包括高压氮气吹扫部分和机械清理部分，高压氮气吹扫部分由高压吹扫管、吹嘴组成，高压吹扫管的上端与高压氮气管路相连接，高压吹扫管的下端连接吹嘴，吹嘴位于连铸坯的下方，吹嘴的喷口朝向连铸坯前移的方向，吹嘴的喷口与连铸坯下端边缘相对；机械清理部分由压下导轮、压下臂、转动轴、调节螺杆、弹簧、锁紧调节螺母、摆动切割臂、杠杆轴、切割刀组成，压下臂位于切割后的定尺连铸坯的出坯辊道下方，压下臂的前端安装压下导轮，压下导轮的上部高出出坯辊道的上表面，压下臂的后端由转动轴固定在出坯辊道下方的机架上，压下臂与转动轴为转动配合，调节螺杆的上端与压下臂的中部由转轴相连接，调节螺杆垂直向下，弹簧套在调节螺杆上，调节螺杆的下端穿过摆动切割臂的前端，锁紧调节螺母在摆动切割臂下方与调节螺杆相连接，摆动切割臂的中部通过杠杆轴与出坯辊道机架为可转动连接，摆动切割臂的后端向上与出坯辊道相对，切割刀安装在摆动切割臂的上顶面，切割刀与定尺连铸坯下表面相对。

上述连铸坯割瘤在线清理装置，所述高压吹扫管中部有弯折，弯折绕过连铸坯将高压吹扫管延伸到连铸坯下面，高压吹扫管前端连接的吹嘴为扁平的梯形吹嘴，吹嘴位于连铸坯切口后方，距离连铸坯下表面5~10mm，距离连铸坯切口50~100mm，吹嘴的吹扫方向朝向顺连铸坯出坯方向，高压吹扫管的氮气压力为0.4~0.8MPa。

上述连铸坯割瘤在线清理装置，所述机械清理部分在没有连铸坯通过出坯辊道时，压下臂的压下导轮高于出坯辊道上表面30~60mm，摆动切割臂的切割刀上顶面低于出坯辊道上表面20~40mm。

上述连铸坯割瘤在线清理装置，所述切割刀为长方形刀片，切割刀的长边与定尺连铸坯的移动方向垂直，切割刀的一个长边和两个短边相垂直，另一个长边为切割刃口，切割刃口为斜边，切割刃口与定尺连铸坯的垂直方向之间的倾斜角度为15-30度，切割刀的切割刃口平面与端面之间的刃口角度为60-90度，切割刀安装时，切割刀上平面与定尺连铸坯下表面之间的角度为5-10度，切割刀的宽度大于定尺连铸坯宽度50-100mm。

一种使用上述连铸坯割瘤在线清理装置的方法，它采用以下步骤进行：

a．调节连铸坯火焰切割机的切割燃气压力到0.03~0.04MPa、预热氧气压力为0.2~0.3MPa、切割氧气压力为0.7～1MPa，调节切割枪的割嘴，使其到连铸坯顶面的距离为45~60mm，连铸坯由连铸机经拉矫机拉出，当定尺长度满足要求时，火焰切割机自动启动，切割枪由连铸坯一侧的侧边开始预热，由上向下对连铸坯进行切割；

b．调整高压吹扫管的吹嘴位于连铸坯下表面之下、切口之后，吹嘴距离连铸坯下表面5~10mm，距离连铸坯切口50~100mm，吹嘴的吹扫方向朝向连铸坯出坯方向，高压吹扫管与氮气管路相连接，氮气管路中的氮气压力为0.4~0.8MPa；

c．在切割枪对连铸坯进行切割的同时开启高压吹扫管的阀门，高压吹扫管前端的吹嘴将连铸坯切口后切割端面下沿的液态割渣吹掉；

d．连铸坯切割完毕，火焰切割机自动关闭切割氧气，同时关闭高压吹扫管的氮气阀门，切割小车回到原始初始位；

e．切割完毕的符合长度要求的定尺连铸坯加速向前输送，切割后的定尺连铸坯向前进入割瘤机械清理部分的上方；

f．当定尺连铸坯头部接触到机械清理部分的压下导轮时，定尺连铸坯将压下导轮向下压下，由于杠杆作用，通过弹簧缓冲，摆动切割臂的后端绕杠杆轴向上顶起，安装在摆动切割臂端部的切割刀的刀头紧紧贴到定尺连铸坯的下表面上，定尺连铸坯在出坯辊道上向前推动的同时，切割刀的斜置刀头将切割断面下沿的割瘤从切割刀刀头先接触的一侧开始，渐次将割瘤铲掉；

g．定尺连铸坯的尾部通过机械清理部分的压下导轮后，压下导轮抬起超过出坯辊道上表面，相应的摆动切割臂后端的切割刀刀头落下低于出坯辊道上表面，机械清理部分回到初始位置，等待清理下一支定尺连铸坯。

本发明的有益效果是：

本发明采用高压氮气吹扫和机械清理结合，高压氮气吹扫部分和机械清理部分分别对连铸坯的前端割瘤和后端割瘤进行清除，清除过程采取在线边切割边清理方式，不改变连铸生产的工艺路线，不会对连铸坯的生产过程产生影响，在连铸坯切割生产的同时快速有效地对连铸坯两切割端面的割瘤完成清理，效率高，切割干净彻底，清理干净度达到100%。

采用本发明后，避免了割瘤在钢材头部形成结疤，轧钢钢材的切头可以减少50%以上，同时连铸坯割瘤不再需要离线清理，清理成本可以降低50%以上。切割后的连铸坯可以防止连铸坯割瘤轧制时粘槽，减少割瘤在钢材表面压入机率，大大降低了表面质量风险，由于割瘤造成的钢材表面探伤不合格品可以降低80%以上。

本发明是连铸坯清理工艺的创新，解决了长期没有得到彻底解决的连铸坯割瘤对连铸坯轧制质量影响的问题，提高了连铸坯切割的质量，降低了清除连铸坯割瘤的成本，保证了高品质轧制产品的质量，具有显著的经济效益。

附图说明

图1是本发明的连铸坯割瘤在线清理装置结构示意图；

图2是高压氮气吹扫部分的使用状态示意图；

图3是机械清理部分的切割刀使用状态示意图；

图4是图3的仰视图。

图中标记如下：连铸坯1、出坯辊道2、连铸坯夹板3、火焰切割机4、切割枪5、割瘤6、高压吹扫管7、吹嘴8、压下导轮9、压下臂10、转动轴11、调节螺杆12、弹簧13、锁紧调节螺母14、摆动切割臂15、杠杆轴16、切割刀17、定尺连铸坯18。

具体实施方式

本发明的连铸坯割瘤在线清理装置包括高压氮气吹扫部分和机械清理部分两部分。高压氮气吹扫部分和机械清理部分分别对连铸坯的前端割瘤和后端割瘤进行清除，清除过程采取在线边切割边清理方式。

图1显示，连铸坯1位于出坯辊道2上方，连铸坯夹板3从连铸坯1的两侧夹紧连铸坯1，火焰切割机4在连铸坯1的上方，火焰切割机4的切割枪5垂直向下对连铸坯1进行切割。

图1、2显示，高压氮气吹扫部分由高压吹扫管7、吹嘴8组成。高压吹扫管7的上端与高压氮气管路相连接，高压吹扫管7的中部有弯折，弯折绕过连铸坯1将高压吹扫管7延伸到连铸坯1下面，高压吹扫管7下端连接吹嘴8，吹嘴8位于连铸坯1的切口后方，吹嘴8的喷口朝向连铸坯1前移的方向，吹嘴8的喷口与连铸坯1下端边缘相对，吹嘴8将连铸坯1切口后切割端面下沿的液态割渣吹掉。

图1、2显示，吹嘴8为扁平的梯形吹嘴，吹嘴8距离连铸坯1下表面5~10mm，距离连铸坯1切口50~100mm，吹嘴8的吹扫方向朝向顺连铸坯1出坯方向，高压吹扫管7的氮气压力为0.4~0.8MPa。

机械清理部分由压下导轮9、压下臂10、转动轴11、调节螺杆12、弹簧13、锁紧调节螺母14、摆动切割臂15、杠杆轴16、切割刀17组成。

图1显示，压下臂10位于切割后的定尺连铸坯18的出坯辊道2下方，压下臂10的前端安装压下导轮9，压下导轮9的上部高出出坯辊道2的上表面，压下臂10的后端由转动轴11固定在出坯辊道2下方的机架上，压下臂10与转动轴11为转动配合。

图1显示，调节螺杆12的上端与压下臂10的中部由转轴相连接，调节螺杆12垂直向下，弹簧13套在调节螺杆12上，调节螺杆12的下端穿过摆动切割臂15的前端，锁紧调节螺母14在摆动切割臂15下方与调节螺杆12相连接。

图1显示，摆动切割臂15的中部通过杠杆轴16与出坯辊道2机架为可转动连接，摆动切割臂15的后端向上与出坯辊道2相对，切割刀17安装在摆动切割臂15的上顶面，切割刀17与定尺连铸坯18下表面相对。

在工作过程中，定尺连铸坯18向下压下压下导轮9，压下导轮9带动压下臂10绕转动轴11向下转动，压下臂10中部向下压调节螺杆12，调节螺杆12带动摆动切割臂15的连接端向下移动，摆动切割臂15的另一端通过杠杆轴16向上移动，安装在摆动切割臂15上端的切割刀17向上对定尺连铸坯18底面上的割瘤6进行切割。

图1显示，在没有定尺连铸坯18通过出坯辊道2时，压下臂10的压下导轮9高于出坯辊道2上表面30~60mm，摆动切割臂15的切割刀17上顶面低于出坯辊道2上表面20~40mm。

图3、4显示，切割刀17为长方形刀片，切割刀17的长边与定尺连铸坯18的移动方向垂直，切割刀17的一个长边和两个短边相垂直，另一个长边为切割刃口，，切割刀的宽度大于定尺连铸坯宽度50-100mm。

图3、4显示，切割刃口为斜边，切割刃口与定尺连铸坯18的垂直方向之间的倾斜角度α为15-30度，切割刀17的切割刃口平面与端面之间的刃口角度β为60-90度。

图3、4显示，切割刀17安装时，切割刀17上平面与定尺连铸坯18下表面之间的角度γ为5-10度。

本发明的连铸坯割瘤在线清理装置的方法采用以下步骤进行：

a．调节连铸坯火焰切割机4的切割燃气压力到0.03~0.04MPa、预热氧气压力为0.2~0.3MPa、切割氧气压力为0.7～1MPa，调节切割枪5的割嘴，使其到连铸坯1顶面的距离为45~60mm，连铸坯1由连铸机经拉矫机拉出，当定尺长度满足要求时，火焰切割机4自动启动，切割枪5由连铸坯1一侧的侧边开始预热，由上向下对连铸坯1进行切割。

b．调整高压吹扫管7的吹嘴8位于连铸坯1下表面之下、切口之后，吹嘴8距离连铸坯1下表面5~10mm，距离连铸坯切口50~100mm，吹嘴8的吹扫方向朝向连铸坯1出坯方向，高压吹扫管7与氮气管路相连接，氮气管路中的氮气压力为0.4~0.8MPa。

c．在切割枪5对连铸坯1进行切割的同时开启高压吹扫管7的阀门，高压吹扫管7前端的吹嘴8将连铸坯切口后切割端面下沿的液态割渣吹掉。

d．连铸坯1切割完毕，火焰切割机4自动关闭切割氧气，同时关闭高压吹扫管7的氮气阀门，切割小车回到原始初始位。

e．此时，切口后端面下沿的割瘤6已经吹扫干净，极少残留，但切口前端面下沿仍会有割瘤6残留。切割完毕的符合长度要求的定尺连铸坯18加速向前输送，和连铸机上的连铸坯1本体分离，切割后的定尺连铸坯18向前进入割瘤机械清理部分的上方。

f．当定尺连铸坯18头部接触到机械清理部分的压下导轮9时，定尺连铸坯18将压下导轮9向下压下，由于杠杆作用，通过弹簧13缓冲，摆动切割臂15的后端绕杠杆轴16向上顶起，安装在摆动切割臂15端部的切割刀17的刀头紧紧贴到定尺连铸坯18的下表面上，定尺连铸坯18在出坯辊道2上向前推动的同时，切割刀17的斜置刀头将切割断面下沿的割瘤6从切割刀17刀头先接触的一侧开始，渐次将割瘤6铲掉。

g．定尺连铸坯18的尾部通过机械清理部分的压下导轮9后，压下导轮9抬起超过出坯辊道2上表面，相应的摆动切割臂15后端的切割刀17刀头落下低于出坯辊道2上表面，机械清理部分回到初始位置，等待清理下一支定尺连铸坯18。

Claims (5)

1.一种连铸坯割瘤在线清理装置，其特征在于：它包括高压氮气吹扫部分和机械清理部分，高压氮气吹扫部分由高压吹扫管（7）、吹嘴（8）组成，高压吹扫管（7）的上端与高压氮气管路相连接，高压吹扫管（7）的下端连接吹嘴（8），吹嘴（8）位于连铸坯（1）的下方，吹嘴（8）的喷口朝向连铸坯（1）前移的方向，吹嘴（8）的喷口与连铸坯（1）下端边缘相对；机械清理部分由压下导轮（9）、压下臂（10）、转动轴（11）、调节螺杆（12）、弹簧（13）、锁紧调节螺母（14）、摆动切割臂（15）、杠杆轴（16）、切割刀（17）组成，压下臂（10）位于切割后的定尺连铸坯（18）的出坯辊道（2）下方，压下臂（10）的前端安装压下导轮（9），压下导轮（9）的上部高出出坯辊道（2）的上表面，压下臂（10）的后端由转动轴（11）固定在出坯辊道（2）下方的机架上，压下臂（10）与转动轴（11）为转动配合，调节螺杆（12）的上端与压下臂（10）的中部由转轴相连接，调节螺杆（12）垂直向下，弹簧（13）套在调节螺杆（12）上，调节螺杆（12）的下端穿过摆动切割臂（15）的前端，锁紧调节螺母（14）在摆动切割臂（15）下方与调节螺杆（12）相连接，摆动切割臂（15）的中部通过杠杆轴（16）与出坯辊道（2）机架为可转动连接，摆动切割臂（15）的后端向上与出坯辊道（2）相对，切割刀（17）安装在摆动切割臂（15）的上顶面，切割刀（17）与定尺连铸坯（18）下表面相对。

2.根据权利要求1所述的连铸坯割瘤在线清理装置，其特征在于：所述高压吹扫管（7）中部有弯折，弯折绕过连铸坯（1）将高压吹扫管（7）延伸到连铸坯（1）下面，高压吹扫管（7）前端连接的吹嘴（8）为扁平的梯形吹嘴，吹嘴（8）位于连铸坯切口后方，距离连铸坯（1）下表面5~10mm，距离连铸坯切口50~100mm，吹嘴（8）的吹扫方向朝向顺连铸坯（1）出坯方向，高压吹扫管（7）的氮气压力为0.4~0.8MPa。

3.根据权利要求2所述的连铸坯割瘤在线清理装置，其特征在于：所述机械清理部分在没有连铸坯（1）通过出坯辊道（2）时，压下臂（10）的压下导轮（9）高于出坯辊道（2）上表面30~60mm，摆动切割臂（15）的切割刀（17）上顶面低于出坯辊道（2）上表面20~40mm。

4.根据权利要求3所述的连铸坯割瘤在线清理装置，其特征在于：所述切割刀（17）为长方形刀片，切割刀（17）的长边与定尺连铸坯（18）的移动方向垂直，切割刀（17）的一个长边和两个短边相垂直，另一个长边为切割刃口，切割刃口为斜边，切割刃口与定尺连铸坯（18）的垂直方向之间的倾斜角度为15-30度，切割刀（17）的切割刃口平面与端面之间的刃口角度为60-90度，切割刀（17）安装时，切割刀（17）上平面与定尺连铸坯（18）下表面之间的角度为5-10度，切割刀（17）的宽度大于定尺连铸坯（18）宽度50-100mm。

5.一种使用权利要求1-4任意一项所述连铸坯割瘤在线清理装置的方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：

a．调节连铸坯火焰切割机（4）的切割燃气压力到0.03~0.04MPa、预热氧气压力为0.2~0.3MPa、切割氧气压力为0.7～1MPa，调节切割枪（5）的割嘴，使其到连铸坯（1）顶面的距离为45~60mm，连铸坯（1）由连铸机经拉矫机拉出，当定尺长度满足要求时，火焰切割机（4）自动启动，切割枪（5）由连铸坯（1）一侧的侧边开始预热，由上向下对连铸坯（1）进行切割；

b．调整高压吹扫管（7）的吹嘴（8）位于连铸坯（1）下表面之下、切口之后，吹嘴（8）距离连铸坯（1）下表面5~10mm，距离连铸坯切口50~100mm，吹嘴（8）的吹扫方向朝向连铸坯（1）出坯方向，高压吹扫管（7）与氮气管路相连接，氮气管路中的氮气压力为0.4~0.8MPa；

c．在切割枪（5）对连铸坯（1）进行切割的同时开启高压吹扫管（7）的阀门，高压吹扫管（7）前端的吹嘴（8）将连铸坯切口后切割端面下沿的液态割渣吹掉；

d．连铸坯（1）切割完毕，火焰切割机（4）自动关闭切割氧气，同时关闭高压吹扫管（7）的氮气阀门，切割小车回到原始初始位；

e．切割完毕的符合长度要求的定尺连铸坯（18）加速向前输送，切割后的定尺连铸坯（18）向前进入割瘤机械清理部分的上方；

f．当定尺连铸坯（18）头部接触到机械清理部分的压下导轮（9）时，定尺连铸坯（18）将压下导轮（9）向下压下，由于杠杆作用，通过弹簧（13）缓冲，摆动切割臂（15）的后端绕杠杆轴（16）向上顶起，安装在摆动切割臂（15）端部的切割刀（17）的刀头紧紧贴到定尺连铸坯（18）的下表面上，定尺连铸坯（18）在出坯辊道（2）上向前推动的同时，切割刀（17）的斜置刀头将切割断面下沿的割瘤（6）从切割刀（17）刀头先接触的一侧开始，渐次将割瘤（6）铲掉；

g．定尺连铸坯（18）的尾部通过机械清理部分的压下导轮（9）后，压下导轮（9）抬起超过出坯辊道（2）上表面，相应的摆动切割臂（15）后端的切割刀（17）刀头落下低于出坯辊道（2）上表面，机械清理部分回到初始位置，等待清理下一支定尺连铸坯（18）。

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