CN1535778A - 循环移动铸模式连铸机及黑洞白洞式冷却均温装置 - Google Patents

Abstract

循环移动铸模式连铸机及黑洞白洞式冷却均温装置，其连铸机的拉坯速度快。铸坯的规格与拉坯速在线可调，经黑洞白洞式冷却均温装置均衡调整后可按轧机需要的输入速度与温度和规格尺寸直送轧机，组成以铸代轧连铸直轧无头连轧生产线，避免了现有生产中的铸坯切段，再次加热，粗轧及精轧后的切头切尾工序，节省燃料、坯料、设备、电力，提高了生产效率与成材收得率，使每吨钢材节省成本百元以上，实施推广后每年可节约数十亿元资财。

Description

循环移动铸模式连铸机及黑洞白洞式冷却均温装置

循环移动铸模式连铸机及黑洞白洞式冷却均温装置属于连铸技术领域。

钢铁工业中现有的连铸机拉坯式速度慢，不能与轧钢机直接组成连铸直轧或无头连轧生产线，需将铸坯喷水冷却凝固后切成段再次加热后送入轧钢机轧制，在加热时消耗了燃料，铸坯在喷水冷却，切断及加热时又造成了氧化烧损，再因铸坯与轧材不匹配，至使轧制道次过多，浪费了设备与电能，再计入小段铸坯精轧后成材定尺时，切头切尾等损耗使每吨钢材的浪费损耗百元以上。

为了挽回上述的浪费损耗，提高连铸机的拉坯速度，能在线调整连铸坯的形状规格，为轧钢机提供需要的规格与温度的无缺欠无氧化的连铸坯，以实现以铸代轧、连铸直轧、无头连轧的高效生产过程，发明了循环移动铸模式快速连铸机及黑洞折洞式冷却均温装置。

其结构是：采用两套装置在可移动位置的轨道架上的结晶器模块组，并沿其对接面组合成铸腔，使铸腔沿轨道向出口动行，在入口处向铸腔内浇注钢水，钢水在铸腔的装载下向出口移动，并被铸腔处侧夹层内水冷腔中的冷却水冷却成坯壳，至出口时铸坯壳已有了足够的厚度和强度，继续送入黑洞式冷却装置，在黑洞的内壁有黑体层吸收铸坯的热幅射光线。转化成热能被其夹层中水冷腔的冷却水带走，当铸坯运行到黑洞出口时，铸坯的热焓已达到计算设定值，继续送入白洞式均温装置，在白洞的内壁有反射层，以最大限度减少铸坯的热幅射损失，其外侧是保温夹层，可抽成真空或充填碴棉等保温材料。铸坯在保温的状态下，自动均衡温度，出白洞后的铸坯温度已均衡的达到轧机要求的温度值送往轧机轧制，黑洞与白洞的长度是可以互补增减调整的，通过调整黑洞的长度来调整冷却后铸坯的热焓，从而达到调整经白洞均温后的铸坯的平均温度。黑洞白洞的四周是封闭的，并有管道与之相通，可将洞内抽成真空，也可向洞内充入还原性气体如CO或中性气体N₂等，以保证输出无氧化铸坯。为防止因拉坯速度快，铸坯芯部的液相区过长而产生缩孔组织疏松，在冷却均温装置内设置有多架双辊式辊道。对经过的铸坯在传动中进行轻微压缩，使疏松组织愈合，可保证输出无氧化无缩孔、无缺欠具有最佳轧制温度的铸坯。

两个轨道架的位置是可以相对调整的，沿着铸腔宽度的方向调整轨道架的位置可以调整铸腔的宽度，沿着铸腔的厚的方向调整轨道架的位置，可以调整铸腔的厚度，以此可调整铸坯的形状与尺寸，达到以铸代轧的目的。

在轨道上相对接的结晶器的端面与被对接的结晶器的内侧面相平行，在对接端面的铸腔一侧有倒角，并可沿其平面滑动。

每个单体模块的夹壁层内部有独立的水冷腔有进水管与出水管与之相通。进水管上接有水泵，出水管与水泵都能在结晶器模块沿轨道运行中在供水槽或排水槽中无障碍的移动，水泵是通过滑线或柔性拖缆经集电环供电的，在不允许间断烧注的重要场合下，结晶器模块装有双泵经过逆止阀门安装在水冷腔上，一个是工作泵，另一个是备用泵。一旦水冷腔水压降低时，备用泵自动接入工作，同时切除故障泵，水冷腔的冷却水也可通过连接在可与结晶器模块组同步旋转的总供水管与总排水管上的柔性管导通。

本发明的优点是：在不更换铸机结晶器、不加热的条件下向轧钢机提供满足需要的速度、温度，规格尺寸的无氧化无缺欠的连续铸坯，以实现以铸代轧连铸直轧无头连轧的先进高效生产过程，避免了现有连铸的铸坯二次水冷，切段，再次加热及粗轧工序，节约了燃料、坯料、设备、电力，提高了生产效率与成材收得率，能使每吨钢材降低损耗百元以上，实施推广后每年能为国家挽回经济损失数十亿元。

以下是循环移动铸模式连铸机及黑洞白洞式冷却均温装置图。

图1是循环移动铸模式连铸机俯视图。

图2是双泵式的循环移动铸模式连铸机A-A纵向剖视图。

图3是双泵式循环移动铸模式连铸机B-B横向剖视图。

图4是旋转软管式循环移动铸模式连铸机俯视图。

图5是结晶器模块图。

图6是黑洞白洞式冷却均温装置的纵向剖面图。

图7是由循环移动铸模式连铸机及黑洞白洞式冷却均温装置与连轧机组组合成的连铸均温无头连轧生产线图。

以下是图1-7的实施例：

设置在轨道架6与16上的由单体结晶器模块1、2构成的模块组，沿其对接面组合成铸腔5，由入口向铸腔5内浇注钢水，钢水在铸腔的装载下向出口移动，被水冷腔3中的冷却水冷却，沿铸腔壁凝固成坯壳28，随着移动行程与时间的延长而加厚，至出口时已有了足够的厚度与强度，送入黑洞18，黑洞内壁有黑体层20吸收铸坯28的热幅射光线，转化成热能被水冷腔22中的冷却水带走，24是其进水管，25是其出水管，在黑洞中的铸坯因热幅射损失而降温，当行至黑洞出口时铸坯热焓已降至设定的计算值，继续送入白洞19，白洞19的内壁有反射层21将铸坯的热幅射光线反射给铸坯，使铸坯28在保温的状态下，芯部的高温区热量向表层的低温区扩散，铸坯行至白洞出口时其温度已均衡调整到设定的温度值送往轧机，在白洞的夹层内设有隔热保温层23，可抽成真空反射式或充填保温材料或如矿碴棉等。黑洞白洞装置的四周是封闭的。在黑洞壁上设有管道26。在白洞壁上设有管道27，按不同工艺要求，可将洞内抽成真空或通入还原性气体如CO或中性气体N2等，可保证铸坯在冷却均温过程中不被氧化，为防止因拉坯速度快，铸坯的液相区过长而造成铸坯芯部组织疏松或缩孔，在装置内设有多道双辊式辊道17，在传动中对经过的铸坯进行轻微压缩，使疏松组织被压合，能保证输出的铸坯无组织疏松与缩孔。

每个单体的结晶器1、2都有独立的水冷腔3，并有进水管13与出水管8与之相通，在进水管13上装有水泵9，水泵与出水管在结晶器模块沿其轨道运行时都能在供水槽12与排水槽11中无障碍的移动，水泵的供电是由滑线或拖缆经集电环供电的，在不允许间断浇铸钢水的生产过程中，每个单体结晶器装置的二个水泵9、10，一个为工作泵，另一个为备用泵，并在进水管13上装有止回阀7，当工作泵故障时，备用泵自动接入工作，同时切除故障泵，逆止阀可即刻开通备用泵管道，阻止故障泵管道，保证切换工作的进行。其中的供水槽12与排水槽11是大水槽由隔板17间隔而成的，结晶器的冷却水也可通过能与结晶器模块组同步旋转的供水总管和排水总管经过柔性管连通来传输的。

轨道架6与16的位置可以相对的调整移动，沿着铸腔的宽度的方向调整轨道架6与16的位置可调整铸腔的宽度，沿铸腔5厚度的方向调整轨道架的位置可调整铸腔的厚度，以此达到在线调整铸腔宽度与厚度的工艺过程。

黑洞与白洞是由多节的单体组合成，通过相对互补的增减黑洞白洞的长度，可以相应的来调整经过黑洞后的铸坯的热焓，以便使不同形状规格、拉速的铸坯经冷却均温后都能达到设定的均衡温度值。

综上所述，钢水经过循环移动铸模连轧机的连铸及黑洞式冷却均温后，能以轧机需要的形状规格与拉坯速度和轧制温度的无氧化无缺欠的铸坯，直送轧钢机组，实现以铸代轧连铸直轧无头连轧的高效先进的生产过程。

Claims (10)

1、循环移动铸模式连铸机及黑洞白洞式冷却均温装置，其连铸机的结晶器的铸腔是由两组装置在轨道架上的并能沿其轨道移动的结晶器模块构成，结晶器的水冷腔有进水管与出水管与之相通，连铸机的出口接在黑洞的入口，黑洞的出口接白洞的入口，白洞的出口接轧机。

2、连铸机的铸腔是由在轨道架上的两组结晶器沿其对接面对接组合成的，结晶器的对接端面与被对接的结晶器内侧面相平行。并能沿其表面滑动，在端面的内侧设有倒角。

3、轨道架可沿其铸腔宽度方向或沿其铸腔厚度方向相对调整位置。

4、结晶器水冷腔的进水管上接有水泵，在理想状态下，每个水冷腔有两个进水管，每个进水管经过一个逆止阀与水泵相连，其水泵是通过滑线或拖缆经过集电环供电的。并受控制箱控制。

5、结晶器水冷腔也可通过能与结晶器模块组同步转动的供水总管与排水总管相连接的柔性管路来接通各单体模块的进水管口与出水管口。

6、水泵或出水管都能在供水池与排水中无障碍的移动，供水池与排水池是由大水池用隔板(墙)间壁而成的。

7、黑洞的内侧表面是由黑体材料构成的，内表面的外侧是水冷腔，有进水管与出水管与之连通，黑洞的四周是封闭的，并有管道与之相通。黑洞是由多节单体黑洞构成。

8、白洞的内表面是由反光材料构成，其外层是真空腔或绝热材料保温层构成，洞体四周封闭，有管道与洞体相通，白洞是由多节单体洞体构成。

9、黑洞白洞内设有多道双辊式辊道，辊道内辊子间隙可调。

10、黑洞白洞的长度可以互补式的增减。

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