CN114985693A - 一种能够生产超大圆坯的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够生产超大圆坯的设备和方法，所述能够生产超大圆坯的设备包括：结晶器(4)、中间罐(2)、结晶器电磁搅拌装置(6)、加热装置(7)、移动式电磁搅拌(9)和铸坯升降机(10)，加热装置(7)能够对圆铸坯(8)加热并使圆铸坯(8)的液态芯部(801)的上端保持液体状态；移动式电磁搅拌(9)能够对圆铸坯(8)的液态芯部(801)的下端搅拌。所述能够生产超大圆坯的设备和方法可以生产内部质量良好的
圆坯。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢连铸领域，具体的是一种能够生产超大圆坯的设备，还是一种能够生产超大圆坯的方法。
背景技术
近年来，随着技术的发展，圆坯不仅广泛应用于无缝钢管坯，而且在锻造行业也得到广泛应用，尤其是大型锻件，例如风电法兰、石油钻铤等。我国许多钢厂都在圆坯连铸生产上有所涉及，随着圆坯连铸技术的不断进步，市场对产品的规格和质量也提出了更多的要求，截面尺寸的要求也由小变大，迫切需要开发大断面、特大断面的圆坯。对于大断面圆坯弧形连铸机由于需要经过弯曲和矫直，一些高合金钢无法生产，目前弧形连铸最大断面为
采用模铸生产大断面圆坯，由于模铸生产时质量控制手段限制，铸坯内部质量不好。
发明内容
为了能够生产
的圆坯，本发明提供了一种能够生产超大圆坯的设备和方法，所述能够生产超大圆坯的设备和方法可以生产内部质量良好的
圆坯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种能够生产超大圆坯的设备，包括：
结晶器；
中间罐，能够容纳钢水，中间罐位于结晶器的上方；
结晶器电磁搅拌装置，能够对结晶器内的圆铸坯的液态芯部搅拌；
加热装置，能够对圆铸坯加热并使圆铸坯的液态芯部的上端保持液体状态，加热装置位于结晶器的下方；
移动式电磁搅拌，能够对圆铸坯的液态芯部的下端搅拌，移动式电磁搅拌含有电磁搅拌，电磁搅拌位于加热装置的下方，电磁搅拌能够上下移动；
铸坯升降机，能够使圆铸坯向下移动，铸坯升降机含有托盘，结晶器与托盘上下设置，圆铸坯与托盘能够上下连接。
一种能够生产超大圆坯的方法，所述能够生产超大圆坯的方法采用了上述的能够生产超大圆坯的设备，所述能够生产超大圆坯的方法包括以下步骤：
步骤1、结晶器与托盘上下连接，中间罐内的钢水持续的进入结晶器内，所述钢水形成圆铸坯，圆铸坯含有液态芯部和固体部；
步骤2、圆铸坯随托盘向下移动实现拉坯，结晶器电磁搅拌装置对圆铸坯的液态芯部搅拌，移动式电磁搅拌的电磁搅拌向下移动，电磁搅拌的位置与液态芯部的下部位置相对应，电磁搅拌对液态芯部的下部搅拌，直至圆铸坯的上端出结晶器，圆铸坯的上端位置与加热装置的位置相对应；
步骤3、开启加热装置，加热装置对圆铸坯加热并使圆铸坯的液态芯部的上端保持液体状态，电磁搅拌对液态芯部的下部搅拌，液态芯部的下端向上移动，电磁搅拌随液态芯部的下端同步向上移动，直至电磁搅拌到达加热装置下方设定位置处；
步骤4、关闭加热装置，直至圆铸坯的上端完全凝固。
本发明的有益效果是：所述能够生产超大圆坯的设备和方法可以生产内部质量良好的
圆坯。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是能够生产超大圆坯的设备的示意图。
图2是移动式电磁搅拌的主视示意图。
图3是铸坯升降机的主视示意图。
图4是托盘的俯视示意图。
图5是圆坯开拉后的示意图。
图6是圆坯拉坯完成后的示意图。
图7是圆坯完全凝固后的示意图。
图8是圆坯完全凝固后下移的示意图。
图9是圆坯转动至出坯位置的示意图。
1、钢水；2、中间罐；3、浸入式水口；4、结晶器；5、结晶器振动装置；6、结晶器电磁搅拌装置；7、加热装置；8、圆铸坯；9、移动式电磁搅拌；10、铸坯升降机；
801、液态芯部；802、固体部；
901、立柱；902、电磁搅拌；903、第一升降装置；904、能介供应箱；905、能介软管；
1001、导向柱；1002、托盘；1003、第二升降装置；1004、旋转装置；
10021、头部；10022、座部；10023、连接部。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种能够生产超大圆坯的设备，包括：
结晶器4；
中间罐2，能够容纳钢水1，中间罐2位于结晶器4的上方；
结晶器电磁搅拌装置6，能够对结晶器4内圆铸坯8的液态芯部801搅拌；
加热装置7，能够对圆铸坯8加热并使圆铸坯8的液态芯部801的上端保持液体状态，加热装置7位于结晶器4的下方；
移动式电磁搅拌9，能够对圆铸坯8的液态芯部801的下端搅拌，移动式电磁搅拌9含有电磁搅拌902，电磁搅拌902位于加热装置7的下方，电磁搅拌902能够上下移动；
铸坯升降机10，能够使圆铸坯8向下移动，铸坯升降机10含有托盘1002，结晶器4与托盘1002上下设置，圆铸坯8与托盘1002能够上下连接，如图1至图4所示。
在浇注结束后圆铸坯8(即圆坯或
圆坯)凝固期间，加热装置7可以对圆铸坯8的上部(尾部)进行加热，对圆铸坯8的上部的加热量略大于散热量，进而维持圆铸坯8的上部内的液芯状态，对圆坯凝固过程起到补缩作用。在浇注结束后圆坯凝固期间，移动式电磁搅拌9可以跟随液态芯部801的位置进行搅拌，改善圆坯的内部质量，从而可以生产出内部质量良好的
的圆坯。
在本实施例中，中间罐2含有感应加热部件，所述感应加热部件能够加热中间罐2内的钢水1。中间罐2连接有浸入式水口3，中间罐2与浸入式水口3上下连接，浸入式水口3与结晶器上下设置，中间罐2内的钢水1能够通过浸入式水口3流入结晶器4内。
在本实施例中，结晶器4外连接有结晶器振动装置5，结晶器电磁搅拌装置6套设于结晶器4外，结晶器振动装置5和结晶器电磁搅拌装置6上下设置。结晶器4采用铜管形式，即结晶器4内含有铜管。结晶器4的长度600mm-650mm，结晶器4的倒锥度为0.7％/m-0.9％/m，如图1所示。
在本实施例中，加热装置7为加热线圈，加热装置7含有水冷保护结构，水冷保护结构可以为水套，水冷保护结构可以位于加热装置7内或外，加热装置7能够套设于圆铸坯8外，加热装置7与结晶器4之间的距离为100mm-160mm，加热装置7应该能够使圆铸坯8的液态芯部801的上端300mm-350mm(竖直方向上的尺寸)的范围内保持液体状态。
在本实施例中，移动式电磁搅拌9还含有立柱901、第一升降装置903、能介供应箱904和能介软管905，电磁搅拌902能够套设于圆铸坯8外，电磁搅拌902、第一升降装置903和立柱901依次连接，第一升降装置903能够使电磁搅拌902上下移动，能介供应箱904、能介软管905和电磁搅拌902依次连接，如图2所示。
在本实施例中，结晶器电磁搅拌装置6和电磁搅拌902均呈环形结构，结晶器4的轴线、结晶器电磁搅拌装置6的轴线、加热装置7的轴线和电磁搅拌902的轴线重合，当移动式电磁搅拌9的电磁搅拌902处于搅拌上极限位置时，电磁搅拌902和加热装置7之间的距离为300mm-400mm。所述能够生产超大圆坯的设备的所有组成装置和部件均可以采用现有技术产品。
在本实施例中，铸坯升降机10还含有导向柱1001、第二升降装置1003和旋转装置1004，托盘1002、第二升降装置1003、导向柱1001和旋转装置1004依次连接，第二升降装置1003能够使托盘1002上下移动，旋转装置1004能够使托盘1002和第二升降装置1003均以导向柱1001的轴线为轴转动，如图3和图4所示。
托盘1002的作用在于拖住和支撑圆铸坯8，使圆铸坯8平稳向下移动，由于圆铸坯8的自重较大，无论托盘1002是否牵引圆铸坯8，托盘1002向下移动均可以实现拉坯效果。托盘1002含有从上向下依次连接的头部10021、座部10022和连接部10023，头部10021上可以连接或不连接引锭头，当托盘1002处于托盘上极限位置时，头部10021穿过加热装置7和电磁搅拌902，托盘1002的上端与结晶器4的下端匹配插接，即头部10021上端与结晶器4的下端匹配插接，以避免中间罐2浇筑钢水1时，结晶器4的下端泄漏。
下面介绍一种能够生产超大圆坯的方法，所述能够生产超大圆坯的方法采用了上述的能够生产超大圆坯的设备，所述能够生产超大圆坯的方法包括以下步骤：
步骤1、结晶器4与托盘1002上下连接，中间罐2内的钢水1持续的进入结晶器4内，所述钢水1在结晶器4内形成圆铸坯8，圆铸坯8部分凝固，圆铸坯8含有液态芯部801和固体部802，如图5所示；
在步骤1中，电磁搅拌902位于所述搅拌上极限位置，托盘1002为所述托盘上极限位置，钢水1从大包流入中间罐2内，中间罐2带有感应加热装置，通过感应加热作用后可以减少钢水1内的夹杂物和使钢水1的温度保持恒温，钢水1的温度可以控制在目标值正负2℃内，中间罐2内钢水1的过热度控制在20℃-24℃之间，恒温和少夹杂物的钢水可以提高圆坯的内部质量。
步骤2、圆铸坯8随托盘1002向下移动实现拉坯，结晶器电磁搅拌装置6工作，结晶器电磁搅拌装置6对圆铸坯8的液态芯部801实现搅拌，移动式电磁搅拌9的电磁搅拌902随着圆铸坯8向下移动，(在竖直方向上)电磁搅拌902的位置与液态芯部801的下部位置相对应，电磁搅拌902始终比液态芯部801的下端高200mm-300mm，电磁搅拌902对液态芯部801的下部搅拌，直至圆铸坯8的上端出结晶器4，(在竖直方向上)圆铸坯8的上端位置与加热装置7的位置相对应，如圆铸坯8的上端位于加热装置7和结晶器4之间，如图6所示；
在步骤2中，钢水1继续的进入结晶器4内，结晶器4的水流速控制在6m/s-7m/s，对应的水量控制在400m3/h-450m3/h，结晶器4的水温升温控制在2℃以内。结晶器振动装置5工作，结晶器电磁搅拌装置6对圆铸坯8的液态芯部801实现搅拌，用于均匀钢水温度，改善铸坯的表面质量和内部质量，结晶器电磁搅拌装置6连续搅拌，结晶器电磁搅拌装置6的频率采用2Hz-2.5Hz，结晶器电磁搅拌装置6的电流采用300A-400A。
在步骤2中，加热装置7为关闭状态，加热装置7的内部水冷保护结构打开，保护加热装置7。随着浇注的进行，圆坯逐渐浇注完成，达到定尺需要的冶金长度后，停止浇注，圆铸坯8逐步拉出结晶器4，圆铸坯8的上端位于加热装置7和结晶器4之间时，停止拉坯。
步骤3、开启加热装置7，加热装置7对圆铸坯8加热并使圆铸坯8的液态芯部801的上端保持液体状态，电磁搅拌902对液态芯部801的下部搅拌，随着圆铸坯8不断的冷却凝固，液态芯部801的下端逐渐向上移动，电磁搅拌902随液态芯部801的下端同步向上移动，(在竖直方向上)电磁搅拌902的位置与液态芯部801的下端位置始终相同，直至电磁搅拌902到达加热装置7下方设定位置(所述搅拌上极限位置)处，如图6所示；
在步骤3中，圆铸坯8的上端位于加热装置7和结晶器4之间，电磁搅拌902随着液态芯部801的下部同步向上移动进行搅拌，电磁搅拌902始终比液态芯部801的下端高200mm-300mm，提高铸坯的芯部质量，加热装置7启动，通过加热装置7保持圆铸坯8的液态芯部801的上端保持液体状态，加热装置7可以加热铸坯，加热功率略大于铸坯的散热，可以实现铸坯尾部内部的液态，对圆坯芯部的凝固起到补缩作用。
移动式电磁搅拌9还含有依次连接的温度检测系统和控制系统，所述温度检测系统能够测量圆铸坯8表面周向和轴向上多个部位的温度，从而建立圆铸坯8的内部实际温度场模型，通过将所述内部实际温度场模型与标准温度场模型比较可以获得圆铸坯8中液态芯部801的下端的位置，该控制系统能够使电磁搅拌902随着液态芯部801的下端同步向上或向下移动，并使电磁搅拌902始终比液态芯部801的下端高200mm-300mm。
在步骤3中，电磁搅拌902随液态芯部801的下端同步向上移动，实现电磁搅拌902对铸坯凝固末期的搅拌作用，提高铸坯的内部质量，电磁搅拌902的频率采用8Hz-9Hz，电磁搅拌902采用的电流为600A-900A。通过移动式电磁搅拌9和加热装置7的配合，达到提高圆坯芯部质量和补缩的作用，进而得到内部质量远高于模铸的圆坯。
步骤4、关闭加热装置7，电磁搅拌902可以开启或关闭，直至圆铸坯8的上端完全凝固，圆铸坯8也完全凝固，形成完全凝固的圆铸坯8，如图7所示。
步骤5、铸坯升降机10使圆铸坯8向下移动，圆铸坯8的上端脱离加热装置7和电磁搅拌902，圆铸坯8转动至出坯位置，如图8和图9所示。
在步骤5中，托盘1002向下移动，圆铸坯8随托盘1002向下移动，圆铸坯8的上端低于电磁搅拌902，圆铸坯8脱离加热装置7和电磁搅拌902的约束，铸坯升降机10使托盘1002和圆铸坯8均以导向柱1001为轴转动旋转180°，将圆铸坯8旋转至出坯位置，通过天车或者出坯机构将圆铸坯8运输至缓冷坑。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案、实施例与实施例之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，所述能够生产超大圆坯的设备包括：
结晶器(4)；
中间罐(2)，能够容纳钢水(1)，中间罐(2)位于结晶器(4)的上方；
结晶器电磁搅拌装置(6)，能够对结晶器(4)内的圆铸坯(8)的液态芯部(801)搅拌；
加热装置(7)，能够对圆铸坯(8)加热并使圆铸坯(8)的液态芯部(801)的上端保持液体状态，加热装置(7)位于结晶器(4)的下方；
移动式电磁搅拌(9)，能够对圆铸坯(8)的液态芯部(801)的下端搅拌，移动式电磁搅拌(9)含有电磁搅拌(902)，电磁搅拌(902)位于加热装置(7)的下方，电磁搅拌(902)能够上下移动；
铸坯升降机(10)，能够使圆铸坯(8)向下移动，铸坯升降机(10)含有托盘(1002)，结晶器(4)与托盘(1002)上下设置，圆铸坯(8)与托盘(1002)能够上下连接。
2.根据权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，中间罐(2)含有感应加热部件，所述感应加热部件能够加热中间罐(2)内的钢水(1)。
3.根据权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，中间罐(2)连接有浸入式水口(3)，中间罐(2)内的钢水(1)能够通过浸入式水口(3)流入结晶器(4)内。
4.根据权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，结晶器(4)外连接有结晶器振动装置(5)。
5.根据权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，结晶器(4)内含有铜管，结晶器(4)的长度600mm-650mm，结晶器(4)的倒锥度为0.7％/m-0.9％/m，结晶器电磁搅拌装置(6)套设于结晶器(4)外。
6.根据权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，加热装置(7)为加热线圈，加热装置(7)含有水冷保护结构，加热装置(7)能够套设于圆铸坯(8)外。
7.根据权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，移动式电磁搅拌(9)还含有立柱(901)、第一升降装置(903)、能介供应箱(904)和能介软管(905)，电磁搅拌(902)能够套设于圆铸坯(8)外，电磁搅拌(902)、第一升降装置(903)和立柱(901)依次连接，第一升降装置(903)能够使电磁搅拌(902)上下移动，能介供应箱(904)、能介软管(905)和电磁搅拌(902)依次连接。
8.根据权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，其特征在于，铸坯升降机(10)还含有导向柱(1001)、第二升降装置(1003)和旋转装置(1004)，托盘(1002)、第二升降装置(1003)、导向柱(1001)和旋转装置(1004)依次连接，第二升降装置(1003)能够使托盘(1002)上下移动，旋转装置(1004)能够使托盘(1002)以导向柱(1001)为轴转动。
9.一种能够生产超大圆坯的方法，其特征在于，所述能够生产超大圆坯的方法采用了权利要求1所述的能够生产超大圆坯的设备，所述能够生产超大圆坯的方法包括以下步骤：
步骤1、结晶器(4)与托盘(1002)上下连接，中间罐(2)内的钢水(1)持续的进入结晶器(4)内，所述钢水(1)形成圆铸坯(8)，圆铸坯(8)含有液态芯部(801)和固体部(802)；
步骤2、圆铸坯(8)随托盘(1002)向下移动实现拉坯，结晶器电磁搅拌装置(6)对圆铸坯(8)的液态芯部(801)搅拌，移动式电磁搅拌(9)的电磁搅拌(902)向下移动，电磁搅拌(902)的位置与液态芯部(801)的下部位置相对应，电磁搅拌(902)对液态芯部(801)的下部搅拌，直至圆铸坯(8)的上端出结晶器(4)，圆铸坯(8)的上端位置与加热装置(7)的位置相对应；
步骤3、开启加热装置(7)，加热装置(7)对圆铸坯(8)加热并使圆铸坯(8)的液态芯部(801)的上端保持液体状态，电磁搅拌(902)对液态芯部(801)的下部搅拌，液态芯部(801)的下端向上移动，电磁搅拌(902)随液态芯部(801)的下端同步向上移动，直至电磁搅拌(902)到达加热装置(7)下方设定位置处；
步骤4、关闭加热装置(7)，直至圆铸坯(8)的上端完全凝固。
10.根据权利要求9所述的能够生产超大圆坯的方法，其特征在于，所述能够生产超大圆坯的方法还包括以下步骤：
步骤5、铸坯升降机(10)使圆铸坯(8)向下移动，圆铸坯(8)的上端脱离加热装置(7)和电磁搅拌(902)，圆铸坯(8)转动至出坯位置。
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| CN202210605321.9A Pending CN114985693A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种能够生产超大圆坯的设备和方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114985693A (zh) |
Citations (5)
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-
2022
- 2022-05-31 CN CN202210605321.9A patent/CN114985693A/zh active Pending
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