CN111618291A - 一种炼钢连铸无氧管道输送装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种炼钢连铸无氧管道输送装置及方法，该装置至少包括钢水包、保温静置炉、塞棒机构、流量控制腔、浸入式水口、结晶器和控制系统；所述的钢水包下端与保温静置炉上端连通，所述的保温静置炉一侧下部的出口与流量控制腔中上部进口连通，流量控制腔下端通过浸入式水口与结晶器连接；所述的塞棒机构设在流量控制腔上；所述的流量控制腔上设有液位检测仪，所述的液位检测仪和塞棒机构均与控制系统电信号连接。本发明减少了钢水与空气接触环节，降低钢水传输成本，消除输送环节二次污染，同时降低生产过程的设备和辅材，降低生产成本。

Description

一种炼钢连铸无氧管道输送装置及方法

技术领域

本发明涉及钢铁炼钢连铸间的钢水输送工艺技术领域，特别涉及一种炼钢连铸无氧管道输送装置及方法。

背景技术

钢铁领域的铸坯生产多采用连续铸造技术，冶炼好的钢水位于钢水包中，通过行车吊运到连铸车间的钢包回转台上，回转台旋转180°到中间包上方，钢水包下出口对接长水口，将钢水引流到中间包，中间包内钢水到达一定高度后，打开其下方的浸入水口，使钢水引流到结晶器完成钢水向连铸机连续浇注的工艺过程。

在此期间，钢水存放于钢包过程和钢水存放于中间包的过程，为了降低钢水与空气接触发生二次氧化，需要在钢水表面添加一层覆盖剂进行保护，这些覆盖剂一些成分会溶入钢水污染钢水，硬性钢水纯净度，进而影响铸坯质量。

尽管内壁有保温材料防护还是会因运输距离，但钢水从炼钢向连铸结晶运送钢水过程中，钢包、中间包均处于自然环境中不易防热扩散保护，容易散热。

同时，钢水经历从炼钢终点位置到大包回转台、大包回转台接收位到中包位接收位及中包内钢水注入结晶器的转输过程中，经历多次转运，工序衔接延长了钢水浇注前停留时间，过程设备和维护也增加了生产成本。钢水从钢水包到中包、从中包到结晶器转输过程存在断续调整，从而引起连铸速度的调整。且因钢水转输过程受外界环境影响，钢水温降差别大，也影响连铸速度。这些影响，不但影响生产效率，更重要的是影响铸坯质量稳定性。

发明内容

为了克服钢水在钢水包和中间包中覆盖剂污染的工艺缺陷，本发明提供一种炼钢连铸无氧管道输送装置及方法，本发明减少钢水与空气接触环节，降低钢水传输成本，消除输送环节二次污染，同时降低生产过程的设备和辅材，降低生产成本。

本发明采用的技术方案为：

一种炼钢连铸无氧管道输送装置，至少包括钢水包、保温静置炉、塞棒机构、流量控制腔、浸入式水口、结晶器和控制系统；所述的钢水包下端与保温静置炉上端连通，所述的保温静置炉一侧下部的出口与流量控制腔中上部进口连通，流量控制腔下端通过浸入式水口与结晶器连接；所述的塞棒机构设在流量控制腔上；所述的流量控制腔上设有液位检测仪，所述的液位检测仪和塞棒机构均与控制系统电信号连接。

所述的钢水包下端与保温静置炉上端通过耐高温管道连通，该耐高温管道上设有控制阀，该耐高温管道的下端延伸到保温静置炉的下部。

所述的保温静置炉内底部纵向垂直设有隔板，将保温静置炉分为A和B两个腔室，所述的隔板的高度小于保温静置炉内的高度。

所述的保温静置炉和流量控制腔通过耐高温管道连通。

所述的塞棒机构至少包括塞棒执行机构和塞棒，所述的塞棒执行机构与塞棒连接，所述的塞棒执行机构设在流量控制腔的外壁上，所述的塞棒设在流量控制腔内；所述的塞棒的下端位于流量控制腔进口的下方。

所述的塞棒执行机构为气缸。

所述的流量控制腔为上大下小的腔体。

所述的耐高温管道中的高温为至少1600℃；所述的耐高温管道外围缠绕有电热丝。

所述的钢水包为多个。

一种炼钢连铸无氧管道输送装置的输送方法，具体步骤为：钢水从钢水包中的通过控制阀经耐高温管道输入保温静置炉，炼钢阶段带来渣子在保温静置炉的A腔静置下沉，纯净钢水漫过隔板上方流入保温静置炉的B腔后，经耐高温管道流入流量控制腔，塞棒机构控制钢水流入结晶器的流量，钢水通过流量控制腔下方的浸入式水口流入结晶器后，经过结晶器冷却形成铸坯，铸坯沿导向及拉坯辊连续向出坯区域输送铸坯，实现连续铸造。

本发明的有益效果为：

本发明中冶炼好的钢水不需吊运，直接注入保温静置炉，减少吊运过程存留在钢水包中的冶炼沉淀渣因钢水包移动搅动引起上浮。

本发明的钢水输送路线可实现多台坐落于保温静置炉上方的钢水包轮换向保温静置炉排放合格钢水，使供给结晶器的钢水能够长时间稳定控制，以保证连铸铸坯质量，提高生产效率。

本发明减少了钢水与空气接触环节，降低钢水传输成本，消除输送环节二次污染，同时降低生产过程的设备和辅材，降低生产成本。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中，附图标记为：

1、钢水包；2、控制阀；3、保温静置炉；4、耐高温管道；5、塞棒机构；6、流量控制腔；7、浸入式水口；8、结晶器；9、铸坯；10、导向及拉坯辊。

具体实施方式

实施例1：

为了克服钢水在钢水包和中间包中覆盖剂污染的工艺缺陷，本发明提供一种炼钢连铸无氧管道输送装置及方法，本发明减少钢水与空气接触环节，降低钢水传输成本，消除输送环节二次污染，同时降低生产过程的设备和辅材，降低生产成本。

一种炼钢连铸无氧管道输送装置，至少包括钢水包1、保温静置炉3、塞棒机构5、流量控制腔6、浸入式水口7、结晶器8和控制系统；所述的钢水包1下端与保温静置炉3上端连通，所述的保温静置炉3一侧下部的出口与流量控制腔6中上部进口连通，流量控制腔6下端通过浸入式水口7与结晶器8连接；所述的塞棒机构5设在流量控制腔6上；所述的流量控制腔6上设有液位检测仪，所述的液位检测仪和塞棒机构5均与控制系统电信号连接。

如图1所示，本发明中钢水从钢水包1流向保温静置炉3，在保温静置炉3中静置除杂后进入流量控制腔6，根据需要通过塞棒机构5控制钢水的流量后，钢水从浸入式水口7到结晶器8冷却后进行铸坯9，得到最终的铸坯9产品进行后续工作。本发明中控制系统为现有技术，本发明中不再进行进一步的描述说明

本发明中固定设置的保温静置炉3可增强保温和空气进入防护和恒温控制措施，以稳定到理想精准温度，是传统精准温度不可控的难题得意改善，本发明的隔离空气的钢水输送方式避免了传统方式向钢水包和中间包钢液投放覆盖剂保温隔氧影响钢纯净度的过程。本发明的钢水输送路线可实现多台坐落于保温静置炉3上方的炼钢终端冶炼1轮换向保温静置炉3排放合格钢水，使供给结晶器的钢水能够长时间稳定控制，以保证连铸铸坯质量，提高生产效率。

本发明减少了钢水从炼钢到连铸结晶器8间输送的中间二次氧化的可能环节，保温静置炉3提供钢水保温和杂质静置时间，减少钢水从炼钢到结晶器8间设备，达到钢水输送过程能够防氧化、保温度、稳纯度的目的同时，还能减少因钢水向结晶器8输送过程工艺流程间断波动引起连铸速度变化导致铸坯质量变化的不足。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的钢水包1下端与保温静置炉3上端通过耐高温管道4连通，该耐高温管道4上设有控制阀2，该耐高温管道4的下端延伸到保温静置炉3的下部。

本发明中控制阀2采用钨钼合金或不锈钢制成，所述的耐高温管道4由钨钼合金制成。工作时控制阀2的阀体和耐高温管道4结合部位通氩气进行隔氧保护。

优选地，所述的保温静置炉3内底部纵向垂直设有隔板，将保温静置炉3分为A和B两个腔室，所述的隔板的高度小于保温静置炉3内的高度。

本发明中保温静置炉3和钢水包1一样，是盛装钢水的容器，用于钢水的存放、静置和保温。保温静置炉3的炉体为金属结构，内腔采用耐1600℃以上的高温耐腐蚀材料保护。保温炉A、B腔容积大小和容积分配比例根据钢水包1容量、冶炼周期、浇注速度、铸机安装空间和流畅试验结果综合考虑设计。保温静置炉3最小容积要保证钢水在保温静置炉3中的停留时间不小于8mim。保温静置炉3的高度在1100mm以上以保证有足够时间让钢水中的残余轻渣子上浮重渣下沉。

优选地，所述的保温静置炉3和流量控制腔6通过耐高温管道4连通。

优选地，所述的塞棒机构5至少包括塞棒执行机构501和塞棒502，所述的塞棒执行机构501与塞棒502连接，所述的塞棒执行机构501设在流量控制腔6的外壁上，所述的塞棒502设在流量控制腔6内；所述的塞棒502的最下端位于流量控制腔6进口的下方。

优选地，所述的塞棒执行机构501为气缸。

本发明中塞棒机构5是钢铁连铸领域成熟技术，至少由耐高温材料的塞棒502和塞棒执行机构501组成。塞棒502下端与保温静置炉3出口配合，上端与塞棒执行机构501相连接，塞棒执行机构501通过气缸的上下运动带动塞棒502调节钢水从保温静置炉3流向流量控制腔6的截面大小来控制保证下端流量控制腔6上液面高度的稳定性，流量控制腔6上的液面检测仪检测液面位置变化，将数据传输给控制系统，控制系统根据比较结果将信息传输给控制单元进行指挥塞棒机构执行501。

优选地，所述的流量控制腔6为上大下小的腔体。

本发明流量控制腔6，是钢水稳流腔体，上腔大，下腔小，它们的大小和长度根据流畅试验分析确定。

优选地，所述的耐高温管道4中的高温为至少1600℃。

优选地，所述的耐高温管道4外围缠绕有电热丝。

本发明中耐高温管道4采用钨钼合金制成，可耐1600℃以上的高温，耐高温管道4外侧缠绕加热电热丝进行钢水恒温补热，耐高温管道4上设有防粘结保护，保证钢水不与耐高温管道4粘粘。

优选地，所述的钢水包1为多个。

本发明中浇铸用的钢水包1，是盛装浇铸钢水的容器，用于合格成分、温度、容量的液态钢水的转运，是钢铁冶炼行业通用设备，金属结构的钢水包1其内壁采用耐1600℃以上的高温耐腐蚀材料保护。

一种炼钢连铸无氧管道输送装置的输送方法，具体步骤为：钢水从钢水包1中的通过控制阀2经耐高温管道4输入保温静置炉3，炼钢阶段带来渣子在保温静置炉3的A腔静置下沉，纯净钢水漫过隔板上方流入保温静置炉3的B腔后，经耐高温管道4流入流量控制腔6，塞棒机构5控制钢水流入结晶器8的流量，钢水通过流量控制腔6下方的浸入式水口7流入结晶器8后，经过结晶器8冷却形成铸坯9，铸坯9沿导向及拉坯辊10连续向出坯区域输送铸坯9，实现连续铸造。

本发明中浸入式水口7，是钢水流通管道，采用耐火材料制成，上端与流量控制腔6下口配合，下端进入结晶器8内，结晶器8钢水液面上的隔氧保护渣与浸入式水口7接触，有一定浸蚀，定期需要更换。

本发明中结晶器8，是钢水开始凝固形成坯壳的结晶设备，结晶器8内腔采用铜材制作，与钢水接触表面有耐磨镀层，外侧与通水的水箱相贴合，钢水凝固释放的热量经铜板传递到水箱的流动水中带走。是连铸技术传统单项成熟技术，本发明中不在进行进一步的说明。

本发明中铸坯9是钢水通过结晶器8、导向及拉坯辊10成型的铸造坯料，是本发明工艺的最终产品。

本发明中导向及拉坯辊10，是固定在基础框架上的铸坯行走导向辊子组，其中部分辊子带有液压缸和电气驱动，在液压缸作用下辊子紧压铸坯，电机旋转拉动铸坯向出坯方向移动，是连铸技术传统单项成熟技术，本发明中不在进行进一步的说明。

如图1所示，保温静置炉3上端设置2个输入口，钢水包1中的合格钢水放置在保温静置炉3的输入口之一，通过控制阀2经1600℃以上的耐高温管道输入保温静置炉3，炼钢阶段带来渣子在A腔静置下沉，纯净钢水从静置炉3上方流入B腔后，经耐高温管道4流入流量控制腔6（流量控制腔6上下大小、长度和形状根据流畅试验和具体生产工艺结合设计），塞棒机构5根据连铸拉速和结晶器液面控制要求控制流入结晶器8的流量，钢水通过流量控制腔下方的耐材浸入式水口流入结晶器后，逐渐经过结晶器8的一次冷却和喷淋水的二次冷却形成铸坯沿导向及拉坯辊10连续向出坯区域输送铸坯，实现连续铸造工艺。

本发明中钢水的输送路线为：“钢水包1——保温静置炉3——耐高温管道4——结晶器8”；具体的为：“钢水包1——控制阀2和设有控制阀2的耐高温管道4——保温静置炉3——耐高温管道4——流量控制腔6——浸入式水口7——结晶器8”间的隔离空气的钢水输送方式；保温静置炉3到流量控制腔6间的耐高温管道4可通过增加辅助加热和温度调控的方式（即在耐高温管道4外围缠绕电热丝加热）精细化控制流入结晶器8的钢水温度；钢水浇注温度变化过大或过小，对连续铸造速度、铸坯质量均有影响，保温静置炉3到流量控制腔6间的耐高温管道4内预埋温度检测装置提取温度，该耐高温管道4外圈缠绕电热丝提供温度补偿，他们通过控制系统闭环控制进行温度精细化控制。

本发明的钢水输送路线缩短了“钢水包-大包回转台-中间罐车-结晶器”传统方式的传输距离，可将连铸跨和钢水跨合并，减少厂房投入；本发明的钢水输送路线取消了大包回转台、中间罐车这些工艺设备，减少这些工艺设备故障对连续铸造的影响和设备投资；本发明的隔离空气的钢水输送方式避免了传统方式向钢水包和中间包钢液投放覆盖剂保温隔氧影响钢纯净度的过程；本发明的钢水输送路线可实现多台坐落于保温静置炉3上方的钢水包1轮换向保温静置炉3排放合格钢水，使供给结晶器8的钢水能够长时间稳定控制，以保证连铸铸坯质量，提高生产效率；本发明改善钢水沉淀渣二次搅动影响钢水纯净度的免吊运方法；冶炼好的钢水不需吊运，直接注入保温静置炉，减少吊运过程存留在钢水包中的冶炼沉淀渣因钢水包移动搅动引起上浮。

本发明改善钢水纯净度和稳定温度配置保温静置炉的方法，固定的保温静置炉3可增强保温和空气进入防护和恒温控制措施，以稳定到理想精准温度，是传统精准温度不可控的难题得意改。

本发明是基于钢铁炼钢连铸间的钢水输送工艺领域，是针对当前炼钢钢水输送到连铸结晶器过程中存在二次污染、钢水分步转移工序影响连铸稳定浇注等缺陷发明的无氧管道输送工艺。

当前钢铁连铸生产过程中，炼钢冶炼好的合格钢水运送到结晶器8的过程中，依次按经过钢水包1、中间包进入结晶器8，在这钢水从钢水包1到中间包、从中间包到结晶器8的过程中，为了防止钢水与空气接触二次氧化和降温，钢水在钢水包1和中间包存留期间均需要覆盖剂进行防护，导致覆盖剂的部分成分进入钢液导致钢水纯净度收到影响。同时钢包运送到大包回转台，大包回转台转到中包位向中包输送钢水，中包向结晶器输送钢水的各环节存在衔接薄弱点，会影响连铸浇注稳定性。为了钢水在钢水包1和中间包中覆盖剂污染的工艺缺陷，本发明提供的炼钢连铸无氧管道输送工艺，减少钢水与空气接触环节，降低钢水传输成本，消除输送环节二次污染，同时降低生产过程的设备和辅材，降低生产成本。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围，均属于本发明保护范围。本发明中未详细描述的装置结构及其方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。

Claims (10)

1.一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：至少包括钢水包（1）、保温静置炉（3）、塞棒机构（5）、流量控制腔（6）、浸入式水口（7）、结晶器（8）和控制系统；所述的钢水包（1）下端与保温静置炉（3）上端连通，所述的保温静置炉（3）一侧下部的出口与流量控制腔（6）中上部进口连通，流量控制腔（6）下端通过浸入式水口（7）与结晶器（8）连接；所述的塞棒机构（5）设在流量控制腔（6）上；所述的流量控制腔（6）上设有液位检测仪，所述的液位检测仪和塞棒机构（5）均与控制系统电信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的钢水包（1）下端与保温静置炉（3）上端通过耐高温管道（4）连通，该耐高温管道（4）上设有控制阀（2），该耐高温管道（4）的下端延伸到保温静置炉（3）的下部。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的保温静置炉（3）内底部纵向垂直设有隔板，将保温静置炉（3）分为A和B两个腔室，所述的隔板的高度小于保温静置炉（3）内的高度。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的保温静置炉（3）和流量控制腔（6）通过耐高温管道（4）连通。

5.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的塞棒机构（5）至少包括塞棒执行机构（501）和塞棒（502），所述的塞棒执行机构（501）与塞棒（502）连接，所述的塞棒执行机构（501）设在流量控制腔（6）的外壁上，所述的塞棒（502）设在流量控制腔（6）内；所述的塞棒（502）的下端位于流量控制腔（6）进口的下方。

6.根据权利要求5所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的塞棒执行机构（501）为气缸。

7.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的流量控制腔（6）为上大下小的腔体。

8.根据权利要求4所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的耐高温管道（4）中的高温为至少1600℃；所述的耐高温管道（4）外围缠绕有电热丝。

9.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置，其特征在于：所述的钢水包（1）为多个。

10.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸无氧管道输送装置的输送方法，其特征在于：具体步骤为：钢水从钢水包（1）中的通过控制阀（2）经耐高温管道（4）输入保温静置炉（3），炼钢阶段带来渣子在保温静置炉（3）的A腔静置下沉，纯净钢水漫过隔板上方流入保温静置炉（3）的B腔后，经耐高温管道（4）流入流量控制腔（6），塞棒机构（5）控制钢水流入结晶器（8）的流量，钢水通过流量控制腔（6）下方的浸入式水口（7）流入结晶器（8）后，经过结晶器（8）冷却形成铸坯（9），铸坯（9）沿导向及拉坯辊（10）连续向出坯区域输送铸坯（9），实现连续铸造。

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