CN115055655A - 一种超大规格连铸圆坯的开浇装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超大规格连铸圆坯的开浇装置和方法，开浇装置包括中间包和结晶器，中间包内设置用于控制开启度的塞棒，中间包通过浸渍水口与结晶器连通，结晶器底部设置引锭头，引锭头上方设置开浇堵头，开浇堵头和所述引锭头上下可脱离式连接，引锭头和开浇堵头的上下相对面之间设置防止二者粘连的隔离层；开浇堵头与结晶器周壁留有环形间隙，并在环形间隙中设置密封防止钢水窜流；开浇堵头上方设置有用于加快钢水凝固的冷凝件。本发明实现了大规格连铸圆坯的安全、稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及钢水铸造装置，尤其涉及大规格圆坯的铸造装置和方法。
背景技术
国内圆坯连铸机通常采用人工开浇模式。对大断面连铸机，断面越大，开浇存在失败的风险越高。开浇失败对生产顺行、设备维护、事故处置等有很大的影响，对企业造成较大的经济损失。随着连铸机的断面规格不断提高，开浇难度不断增大。为稳定生产过程，降低事故损失，必须对现有连铸开浇工艺和操作方式进行改进，确保超大规格圆坯连铸机开浇成功率，实现100％成功。
发明内容
本发明的目的是提供一种开浇装置和方法，满足超大规格连铸圆坯的开浇。本发明开发了直径1200mm规格连铸圆坯的人工开浇模式，同时解决了人工模式下开浇时常出现的开浇失败问题如漏钢、溢钢等。
本发明实现上述目的所采用的技术方案为：一种超大规格连铸圆坯的开浇装置，包括中间包和结晶器，所述中间包内设置用于控制开启度的塞棒，中间包通过浸渍水口与所述结晶器连通。结晶器底部设置引锭头，所述引锭头上方设置开浇堵头，所述开浇堵头和所述引锭头上下可脱离式连接，所述引锭头和所述开浇堵头的上下相对面之间设置防止二者粘连的隔离层；所述开浇堵头与结晶器周壁留有环形间隙，并在所述环形间隙中设置密封防止钢水窜流；所述开浇堵头上方设置有用于加快钢水凝固的冷凝件。
优选地，所述引锭头下方连接引锭杆，所述引锭头被引锭杆从下方推入所述结晶器内，所述引锭头设置在距离结晶器上口500-600mm的开浇位置。
优选地，所述隔离层为铁粉层，厚度为0.5±0.2cm。
优选地，所述开浇堵头和引锭头通过钩和钩槽结构实现可脱离式连接。
优选地，所述开浇堵头与结晶器周壁间的环形间隙深部设置至少一圈密封绳，以实现所述密封。
优选地，所述冷凝件为钢料，包括冷条和冷料，冷条为长度适当的钢筋，冷料为弹簧。
优选地，所述开浇堵头上方设置料栏，所述冷凝件放在所述料栏中间，所述冷条斜置在预先铺设的铁屑层上，所述冷料再平铺在冷条上。
本申请的另一目的是基于上述开浇装置提供一种超大规格连铸圆坯的开浇方法，包括：
步骤一、通过引锭杆将引锭头送入结晶器内距离上口500-600mm的开浇位置，之后在引锭头上表面铺设铁屑作为隔离层，将开浇堵头放置到隔离层上，并在开浇堵头和结晶器周壁的环形间隙中做好密封，在引锭堵头上表面放置好冷凝件；
步骤二、当中间包内钢水吨位达到开浇要求时，打开塞棒的开关，控制塞棒开启度，开始开浇操作；
步骤三、控制塞棒开启度，将中间包内的钢水流经浸渍水口注入结晶器中，待结晶器内钢水没过开浇堵头底部后，开启结晶器振动，观察坯壳是否正常脱壳；
步骤四、控制塞棒开启度，持续向结晶器内注入钢水，待钢水没过浸渍水口的1/5以上位置时，启动拉矫机，拉矫机引导铸坯起步，正常缓慢下行，之后在3～10min之内将拉速逐步提高到0.10-0.20m/min，并开启自动液面控制；
步骤五、在步骤四的拉矫机起步时，向结晶器内加入开浇渣和保护渣，并检查渣面是否有结壳、结块现象，若有及时将渣壳和渣块挑出，并补加保护渣；
步骤六、观察结晶器液面和液面监控曲线，若无异常，可正常拉浇；若有异常，及时修改控制参数直至液面稳定。
优选地，步骤一，开浇堵头和结晶器周壁的环形间隙中绕密封绳，所述冷凝件为冷条和冷料，先在开浇堵头上设置料栏，在料栏底部铺设一层铁屑层，再斜置冷条后平铺冷料，同时注意空出位置，给浸渍水口留出空间。
优选地，步骤四，拉矫机起步的拉速为0.02～0.06m/min。
优选地，步骤五，利用探尺轻触结晶器液面检查渣面是否有结壳、结块现象，若有结壳、结块现象，用专用工具将渣壳、渣块捞出，并补加保护渣，探尺为木质材料。
优选地，步骤五，所述开浇渣的主要成分为二氧化硅20-80wt％、氧化钙10-60wt％、三氧化二铝10-80wt％，利用反应释放热量为结晶器内钢水升温，防止钢水局部凝固过快；所述保护渣的成分包括二氧化硅10-76wt％、氧化钙10-60wt％、三氧化二铝10-80wt％、助熔剂2-20wt％和骨架材料2-20wt％，用于润滑铸坯、保温隔热、隔绝空气。根据钢种不同，开浇渣和保护渣的型号不同。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
传统连铸坯的开浇装置无开浇堵头，开浇方法相对更简单，但经常会出现由于封引锭不良或开浇操作不当引起的漏钢、溢钢事故。本发明与普通连铸坯相比，开浇装置中有开浇堵头装置，方便封引锭，封引锭时间相比无堵头的状态下可以节约15分钟以上；开浇方法较普通开浇方法相比，增加了用探尺检查液面的操作，同时整个开浇方法更具备规范性和标准化。
本申请的开浇装置，其中引锭头和开浇堵头之间不直接接触，而是设置铁屑层，厚度约0.5cm，作用是防止开浇堵头和引锭头粘连。开浇堵头尺寸稍小于结晶器内壁，二者留有环形间隙，方便铸坯平稳下行而不避克服较大的阻力，开浇堵头下方有弯钩与引锭头的凹槽相连，方便拉矫机带动引锭杆拉下连铸坯；密封绳的作用是堵住开浇堵头和结晶器内壁之间的环形间隙，防止钢水从缝隙中蹿出引起事故。
开浇堵头上方有薄铁皮焊接围成的料栏，方便放置冷条和冷料；冷条、冷料分别为长度尺寸适当的钢筋和弹簧，作用为快速凝固注入结晶器内的钢水，保护开浇堵头不被钢水完全熔化，使刚凝固的钢坯与堵头紧密连接，按“先铁屑铺底再斜置冷条后平铺冷料”的次序规范，整齐规则排放在堵头上，同时优选空出中心位置，给浸渍水口留一定的空间，防止碰折和顺利注入钢水。
目前，国内针对直径1200mm规格以上连铸圆坯的人工开浇模式具有极大的难度，本发明能够提供一种安全、稳定的开浇装置和方法，解决了世界级的难题。
附图说明
图1为本发明实施例中开浇装置的结构示意图；
图中，1引锭杆；2引锭头；3结晶器；4密封绳；5开浇堵头；6料栏；7冷条；8冷料；9中间包；10塞棒；11浸渍水口。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例不应理解为对本发明技术方案的限定。
实施例1：
对直径1200mm圆坯连铸机生产低碳钢(C含量0.10％～0.14％)，开浇过热度50～90℃，开浇的方法包括：
(1)通过引锭杆将引锭头送入结晶器内距离上口500-600mm的开浇位置，之后在引锭头上表面铺设5mm厚铁屑层，将开浇堵头放置到铁屑层上，并在开浇堵头和结晶器周壁的环形间隙中设置密封绳进行密封，然后在开浇堵头上用薄铁皮围成料栏，在料栏底部铺设一层铁屑层，再斜置冷条后平铺冷料，按“先铁屑铺底再斜置冷条后平铺冷料”的次序规范，整齐规则排放在开浇堵头上，同时注意空出中心部位的位置，给浸渍水口留一定的空间，防止碰折。
(2)检查各项设备设施满足开浇条件后，当中间包吨位达到开浇要求吨位时，打开塞棒的开关，控制一定的开启度(具体根据实际中间包而定)，开始开浇操作。
(3)控制塞棒开启度，将中间包内的钢水通过浸渍水口快速、平稳地注入结晶器中。
(4)待结晶器内钢水没过堵头底部时，启动结晶器振动按钮，结晶器振动，关注结晶器内凝固的坯壳是否顺利脱壳，并持续向结晶器内注入钢水。
(5)待结晶器内钢水没过浸渍水口1/5的位置时，启动拉矫机，设定起步拉速为0.02-0.05m/min。拉矫机引导引锭头和初生铸坯起步，正常缓慢下行。之后在4～9min之内将拉速逐步提高到0.12-0.16m/min，并开启自动液面控制程序，维持结晶器内的钢水液面。
(6)拉矫机起步时，向结晶器内加入开浇渣和保护渣至完全覆盖液面，用木质探尺检查渣面是否有结壳、结块现象。若有结壳、结块现象，用工具将其捞出，并补加保护渣。
需要注意的是：
1)封引锭过程十分重要，不良的封引锭可能引起开浇拉脱、拉漏等事故；冷条划伤结晶器铜管内壁降低设备寿命。
2)起步阶段十分重要。若起步时机过早，结晶器中正在凝固的钢水未能与冷条、堵头形成牢固的连接，容易造成拉脱事故；若起步时机过晚，容易引起结晶器内钢水上涨溢出，造成溢钢事故。
3)起步拉速的设定十分重要，过快或过慢都容易引起事故。若起步速度过快，容易造成初生坯壳强度不足而发生撕裂，引起漏钢事故；若起步拉速过慢，容易引起结晶器内钢水上涨，造成溢钢事故。
4)开浇渣的主要作用是为结晶器内钢水快速升温，主要成分为二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝和硅铁粉；保护渣的主要作用为润滑铸坯、保温隔热、隔绝空气等，主要成分为二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝、助熔剂和骨架材料。不同钢种的开浇渣和保护渣型号不同，以匹配钢种特性。
实施例2：
对直径1200mm圆坯连铸机生产中碳钢(C含量0.39％～0.44％)，开浇过热度50～90℃，所述开浇的方法同实施例1，重复部分不再赘述，区别为：
步骤(1)中，用引锭杆将引锭头送入结晶器内距离上口550～600mm的开浇位置。
步骤(5)中，待结晶器内钢水没过浸渍水口的1/5位置时时，启动拉矫机按钮，设定起步拉速为0.02-0.04m/min。拉矫机引导引锭头和初生铸坯起步，正常缓慢下行。之后在4～9min之内将拉速逐步提高到0.12-0.15m/min，并开启自动液面控制程序。
上述实施例，在现场实施多次实践，每个流的开浇成功率为100％，且生产结束后检查结晶器铜管无异常磨损，端头冷条未完全融化或散料，铸坯表面质量稳定。实践证明本方法可靠有效。
实施例3
一种超大规格连铸圆坯的开浇装置，包括中间包9和结晶器3，中间包9内设置用于控制开启度的塞棒10，中间包9通过浸渍水口11与结晶器3连通，结晶器3底部设置引锭头2，引锭头2下方连接引锭杆1，引锭头2上方设置开浇堵头5，开浇堵头5和引锭头2通过钩和凹槽结构实现上下可脱离式连接。引锭头2和开浇堵头5的上下相对面之间设置防止二者粘连的0.5cm厚的铁屑层；开浇堵头5的尺寸小于结晶器3内壁尺寸，开浇堵头5与结晶器3周壁之间留有环形间隙，环形间隙深部设置密封绳4防止钢水向下溢流。
开浇堵头5上方通过薄铁皮围成料栏6，并在料栏6底部铺设一层铁屑，铁屑上再斜置冷条7，最后在铺好的冷条7上规则的平铺冷料8，所述冷条7为钢筋，所述冷料8为弹簧。
以上详细描述了本发明的实施方式，但本发明并不局限于上述实施方式中的具体细节。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种近似的变型、任意的组合或取舍，这些变型均属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种超大规格连铸圆坯的开浇装置，包括中间包和结晶器，所述中间包内设置用于控制开启度的塞棒，中间包通过浸渍水口与所述结晶器连通，其特征在于：结晶器底部设置引锭头，所述引锭头上方设置开浇堵头，所述开浇堵头和所述引锭头上下可脱离式连接，所述引锭头和所述开浇堵头的上下相对面之间设置防止二者粘连的隔离层；所述开浇堵头与结晶器周壁留有环形间隙，并在所述环形间隙中设置密封防止钢水窜流；所述开浇堵头上方设置有用于加快钢水凝固的冷凝件。
2.根据权利要求1所述的超大规格连铸圆坯的开浇装置，其特征在于：所述引锭头下方连接引锭杆，所述引锭头被引锭杆从下方推入所述结晶器内，所述引锭头设置在距离结晶器上口500-600mm的开浇位置。
3.根据权利要求1所述的超大规格连铸圆坯的开浇装置，其特征在于：所述隔离层为铁粉层，厚度为0.5±0.2cm。
4.根据权利要求1所述的超大规格连铸圆坯的开浇装置，其特征在于：所述开浇堵头和引锭头通过钩和钩槽结构实现可脱离式连接。
5.根据权利要求1所述的超大规格连铸圆坯的开浇装置，其特征在于：所述开浇堵头与结晶器周壁间的环形间隙深部设置至少一圈密封绳，以实现所述密封。
6.根据权利要求1所述的超大规格连铸圆坯的开浇装置，其特征在于：所述冷凝件为钢料，包括冷条和冷料。
7.根据权利要求6所述的超大规格连铸圆坯的开浇装置，其特征在于：所述开浇堵头上方设置料栏，所述冷凝件放在所述料栏中间，所述冷条斜置在预先铺设的铁屑层上，所述冷料再平铺在冷条上。
8.一种超大规格连铸圆坯的开浇方法，其特征在于：包括
步骤一、通过引锭杆将引锭头送入结晶器内距离上口500-600mm的开浇位置，之后在引锭头上表面铺设铁屑作为隔离层，将开浇堵头放置到隔离层上，并在开浇堵头和结晶器周壁的环形间隙中做好密封，在引锭堵头上表面放置好冷凝件；
步骤二、当中间包内钢水吨位达到开浇要求时，打开塞棒的开关，控制塞棒开启度，开始开浇操作；
步骤三、控制塞棒开启度，将中间包内的钢水流经浸渍水口注入结晶器中，待结晶器内钢水没过开浇堵头底部后，开启结晶器振动，观察坯壳是否正常脱壳；
步骤四、控制塞棒开启度，持续向结晶器内注入钢水，待钢水没过浸渍水口的1/5以上位置时，启动拉矫机，拉矫机引导铸坯起步，正常缓慢下行，之后在3～10min之内将拉速逐步提高到0.10-0.20m/min，并开启自动液面控制；
步骤五、在步骤四的拉矫机起步时，向结晶器内加入开浇渣和保护渣，并检查渣面是否有结壳、结块现象，若有及时将渣壳和渣块挑出，并补加保护渣；
步骤六、观察结晶器液面和液面监控曲线，若无异常，可正常拉浇；若有异常，及时修改控制参数直至液面稳定。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤一，开浇堵头和结晶器周壁的环形间隙中绕密封绳，所述冷凝件为冷条和冷料，先在开浇堵头上设置料栏，在料栏底部铺设一层铁屑层，再斜置冷条后平铺冷料，同时注意空出位置，给浸渍水口留出空间。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤四，拉矫机起步的拉速为0.02～0.06m/min。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤五，利用探尺轻触结晶器液面检查渣面是否有结壳、结块现象，若有结壳、结块现象，用专用工具将渣壳、渣块捞出，并补加保护渣，探尺为木质材料。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤五，所述开浇渣的主要成分为二氧化硅20-80wt％、氧化钙10-60wt％、三氧化二铝10-80wt％；所述保护渣的成分包括二氧化硅10-76wt％、氧化钙10-60wt％、三氧化二铝10-80wt％、助熔剂2-20wt％和骨架材料2-20wt％。
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2022
- 2022-05-14 CN CN202210525002.7A patent/CN115055655A/zh active Pending
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