CN205988958U - 一种线棒材连铸坯免加热直轧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，包括依次紧密设置的连铸机、快速液压剪、切后辊道、铸坯流汇聚辊道、运输热送辊道和线棒材轧机；所述铸坯流汇聚辊道将每一流上的铸坯汇聚到运输热送辊道上，所述切后辊道与铸坯流汇聚辊道之间设置有用于阻挡铸坯进入和放行的闸门机构。本实用新型连铸机高效连铸，铸坯拉出温度高，形状规整，温度损失小，铸坯剪断快速，铸坯起始温度高。通过闸门机构，剪断的铸坯依次有序进入高速铸坯流汇聚辊道，操作简便，易组织生产。铸坯到轧机入口温度高，可免加热直接轧制，对轧机损伤小。

Description

一种线棒材连铸坯免加热直轧系统

技术领域

本实用新型属于金属连铸及轧制技术领域，具体涉及一种线棒材连铸坯免加热直轧系统。

背景技术

目前线棒材的生产工艺多为：钢水经连铸结晶器及二冷段后冷却凝固后由拉矫机矫直拉出铸坯，铸坯经火焰定尺切割后由切后辊道和输送辊道送入到出坯区。需要热送的铸坯经翻钢机，移钢机，分钢机送至热送辊道直接送到轧钢进加热炉；需要下线的铸坯经翻钢机，移钢机，分钢机送至翻钢冷床进行冷却，然后铸坯收集台架收集吊车下线堆存。热送到轧钢加热炉的铸坯一般温度在500-600℃的范围内，这一温度的铸坯是无法进行直接轧制的，需要加热炉再加热到1040-1140℃才能轧制。下线的铸坯一般会堆存自然冷却到常温，再送至轧钢经加热炉加热后轧制。这一生产流程的缺陷在于：高温铸坯因后续工序长而冷却，再加热造成大量的能源耗费，即使是热装热送，仍然需要加热，同样也耗费了大量的能源；轧钢加热炉的建设投资，日常维护，材料消耗等也将耗费巨大的经济投入和生产成本，并增加了碳排放。

为了避免上述现象的发生，采用直送直接轧制技术是一种十分稳妥且灵活的措施。直送直接轧制技术的核心是：铸坯不经加热炉直接轧制，轧钢开轧温度在常规轧制和低温轧制之间，终轧温度和常规轧制温度相差不大，快速运输，提升铸坯到轧机的温度，缩短连铸机到轧机的时间，保证轧机的开轧温度在合理区间。

连铸坯切断后高速送至轧机，铸坯未经加热处理，其表面温度比常规轧制开轧温度低，但是铸坯中心温度比表面温度高得多，易于变形深透，同时还有利于铸坯内部缺陷的压合和消除，粗轧阶段内部高温区向外扩散，产生均温作用，使表面温度上升，促进内部质量的改善。

申请号为201020160403.X的中国专利公开了一种型材、棒材无头轧制的柔性衔接装置，根据专利所述，其提供了三种形式的柔性连接装置：一种是由软压下辊系构成；一种是有大压下轧机构成；一种是有上述软压下辊系与大压下轧机共同构成，选择三种形式中的一种安装在结晶器与常规轧机组之间。该专利在连铸机和轧机之间设置了压下设备，渐次压缩铸坯的断面尺寸以增大铸坯到轧钢的速度，从而实现连铸与轧钢的无缝连接和柔性衔接，缩短了流程和生产线长度。由于该技术中没有铸坯切断的过程，一般只能实现单流生产。对于线棒 材生产来说，单流生产线产量过低，如若采用多流生产时，每一流都要对应配相应的轧机组，会造成投资过大，现场生产组织管理不便等问题。

申请号为201010185485.8的中国专利公开了一种利用钢水余热生产型材棒材的连铸连轧方法，根据专利所述，其提供了一种工艺流程，从钢水冶炼，控温连铸，整流连轧，连续剪切或卷取，冷却，精整大包到入库。该实用新型克服了现有工艺存在的浪费能源，多次切头，全部二次加热和每段产生一根短尺的问题，节约了能源，减少了损耗。但该技术对单流或者双流连铸机是较为合适的，对于多流连铸机，轧机机组的量将非常庞大，且不易操作和生产管理组织。

申请号为201310475792.3的中国专利申请公开了一种直接轧制生产长型材的方法，根据专利所述，该方法包括连铸机，出坯辊道，保温过渡台架，感应加热装置和轧机等设备。该实用新型虽然改良了原有长型材生产过程中对连铸坯料进行加热炉加热的方式，但采用感应加热仍然存在设备投资高，生产消耗电能大，燃烧，氧化烧损等问题。

申请号为201220380196.8的中国专利公开了一种生产长材的连铸连轧装置，根据专利所述，该装置包括连铸机，切割机后紧密地依次连接有辊底式加热炉，横移装置和能实现低温轧制的轧机。该实用新型专利虽然将传统加热炉改为辊底式加热炉，但是其只能对铸坯下表面进行加热，极易造成铸坯温度不均匀，因此还需要建设补充加热炉，增加了工序，增大了设备投资和能源消耗。

申请号为201320582646.6的中国专利公开了一种无加热低温直接轧制小方坯生产钢筋的装置，根据专利所述，连铸机为多流连铸机，每流出口设置出坯辊道，出坯辊道的末端设有可横向调配坯料的调配装置，在横移台架与出坯辊道相对的一侧设有若干条轧线，出坯辊道和输送辊道均设有保温罩。该专利虽然取消了加热炉，但该装置采用连铸坯多排并行，在由横向调配装置分钢后单流送入热送辊道的方式，会造成进入热送辊道的连铸坯等待时间过程而降温，并且由于需要横移分钢，也增加了连铸坯的冷却时间。本质上来说，该装置与目前常用的热送热装技术没有本质的区别，连铸坯温降过大，无法满足轧机轧制的要求。

申请号为201420728124.7的中国专利公开了一种用于生产棒线材和型材的连铸－直接轧制装置，根据专利所述，其提供了一种连铸－连轧装置，包括连铸机，铸坯切割装置及切后辊道，快速保温辊道及轧钢生产线。快速保温辊道的辊道宽度从连铸机向轧钢生产线的方向上逐渐缩小至容纳单根铸坯通过，该辊道上设有多个热金属探测器和高温计，保温装置设置于快速保温辊道前或轧钢生产线前。该专利虽然采用了阶梯式的出坯方式，也取消了传统的加热炉，也采用了多流并单流的衔接辊道并采用保温措施，但是并未对连铸机本身拉速和二 冷控制进行改良，同时也未对铸坯割断或剪断时间提出要求，因为铸坯切断的地方才是铸坯免加热直接轧制的起始温度，如果铸坯起始温度都不高，那就谈不上免加热直轧(开轧铸坯表面温度>850℃)。另外，靠阶梯出坯方式的前提是连铸必须稳定顺行，而且中间只能靠控制拉速来控制铸坯的依次送出，这样的操作难度非常大，不易于现场生产。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，最大程度地提高铸坯切断时的温度，缩短铸坯从连铸到轧钢的时间，减少铸坯在输送过程中的温度损失。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型技术方案如下：

一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，包括依次紧密设置的连铸机、快速液压剪、切后辊道、铸坯流汇聚辊道、运输热送辊道和线棒材轧机；所述铸坯流汇聚辊道将每一流上的铸坯汇聚到运输热送辊道上。

采用上述结构，连铸机采用小半径高拉速连铸机，具有半径小，冶金长度短，高拉速的特点，通常半径小于9m；在小半径高拉速连铸机下游紧密设置快速液压剪，最大限度缩小拉矫机与快速液压剪的距离，提高铸坯剪断时的温度；快速液压剪在线同步剪断连铸铸坯，快捷方便，剪断速度快，剪断成功率高，设备故障率低，剪断切口规整不影响铸坯轧制，常规的火焰切割需要一两分钟时间，而快速液压剪只需要几秒钟时间，缩短了剪切时间，减少了温降。同时铸坯在切后辊道区域也是多流铸坯排在一起，并汇聚到铸坯流汇聚辊道，可以使铸坯降温缓慢，减少温度损失，保证后续轧制时的温度。

进一步，所述铸坯流汇聚辊道呈上游宽下游窄的喇叭状。可将每一流上的铸坯高速汇聚到运输热送辊道上，铸坯高速汇聚，不打滑，不卡阻。

进一步，所述切后辊道与铸坯流汇聚辊道之间设置有用于阻挡铸坯进入和放行的闸门机构。

进一步，闸门升起时可阻挡铸坯进入铸坯流汇聚辊道，降下时放行所在流的铸坯进入铸坯流汇聚辊道,起到铸坯输运依次有序调节的作用。

进一步，所述闸门机构为采用液压或气压驱动的升降挡板。

进一步，所述连铸机半径为6m-9m。

进一步，所述连铸机拉速大于3.5m/min；所述切后辊道、运输热送辊道为变频或非变频辊道。

进一步，高拉速连铸机上设置有冷却喷淋装置，包括喷淋机构以及作为固定支架的进水主管，所述进水主管位于铸流的内弧侧，所述喷淋机构安装在进水主管上，并与进水主管连通；所述进水主管沿铸流弧线方向分为多个分段，分段布置便于更换维护；每一所述分段上下两端均设置有进水口。每一个分段为一个喷淋区，每个区采用上下进水口同时通水的方式，避免冷却水上下分布不均。

采用上述结构，连铸机发生漏钢等事故时对支架损坏小，不影响连铸机重新组织生产，安装拆卸方便，固定支架同时也是进水主管，自带水冷效果，不易变形。

进一步，所述喷淋机构为喷嘴环组，所述喷嘴环组所在平面与铸流垂直，且铸流由喷嘴环组中间穿过，该喷嘴环组通过连接管与进水主管连接，喷嘴环组上安装有多个喷嘴。

进一步，所述喷嘴环组呈八边形结构，包括交替连接的4根长管和4根短管，靠近内弧侧的长管通过连接管与进水主管连接，所述喷嘴安装在短管上。

进一步，所述短管与长管的夹角为120°。

进一步，所述喷嘴环组呈由8根等长的喷管构成八边形结构，所述喷嘴间隔安装在喷管上，所述喷管通过连接管与进水主管连接。

进一步，所述喷嘴与喷嘴环组螺纹连接，所述连接管与进水主管和喷嘴环组插接。

结构简单，喷嘴环组易于安装和拆卸，组件整体性，集成性程度高，实现了喷嘴的快速更换。

进一步，所述喷嘴的孔径大于等于2mm。适用水质范围广，不易堵塞，喷嘴雾化效果好，喷射速度快。

上述的线棒材连铸坯免加热直轧系统，连铸机生产出来的铸坯经快速液压剪切割后由切后辊道送至铸坯流汇聚辊道，铸坯流汇聚辊道与切后辊道之间设置闸门机构，根据铸坯到达的先后顺序进行放行，铸坯经铸坯流汇聚辊道高速汇聚到运输热送辊道，并由运输热送辊道将铸坯单流地快速输送到轧机进行免加热轧制。所述连铸机半径为6m-9m；拉速大于3.5m/min；通过连铸机二次冷却系统控制铸坯切割前温度大于980℃，剪切后的高温铸坯经过高速汇聚和输送送至轧钢轧制过程中，温度损失控制在小于50℃范围内。通过高拉速和高速辊道缩短输送时间，减少温降；铸坯在出坯辊道之后多根成组地输送，也可以减少温度损失，保证轧制质量。

高拉速连铸机配备高拉速结晶器，拉速大于3.5m/min，配备高效二次冷却系统，保证铸坯切割前温度大于980℃，铸坯外形规整，表面质量优良。高拉速结晶器具有低阻力腔型结构，高效冷却水缝，铜管独特角部结构以保证铸坯在结晶器内的均匀冷却和出结晶器铸坯坯 壳厚度。高效二次冷却系统具有优化设计二冷段及喷嘴布置，高效二次冷却水配水制度，以保证铸坯均匀冷却及铸坯出二冷密闭室时的温度。最大限度缩小拉矫机与快速液压剪的距离，提高铸坯剪断时的温度。

如上所述，本实用新型的有益效果是：

小半径高拉速连铸机高效连铸，铸坯拉出温度高，形状规整，温度损失小，铸坯剪断快速，铸坯起始温度高。高温连铸坯出拉矫机后经快速切割，不同流上的铸坯高速依次汇聚到热送辊道并高速运输到轧钢车间，坯料不经加热直接轧制，该方式铸坯汇聚运输过程中温降极小，操作简便，易组织生产。轧钢铸坯到站温度高，可免加热直接轧制，对轧机损伤小。本实用新型最大程度地提高了铸坯切断时的温度，最大程度地缩短了铸坯从连铸到轧钢的时间，最大程度地减少了铸坯在输送过程中的温度和热量损失，充分利用连铸坯冶金热能，大大地减少了铸坯在输送过程中节约能源消耗，提高成材率，节约金属消耗，缩短了生产周期，并且简化生产工艺流程，减少厂房面积和运输设备，节约生产费用和基建投资，提高了产品质量。通过冷却喷淋装置，避免了传统方坯二冷喷淋条上喷嘴喷水量上小下大的不均匀问题，防止了漏钢事故对喷淋系统的损坏；喷嘴环组拆装方便，快捷，定位准确，大大节省维修时间，改善了维修操作人员的劳动强度；最大程度地提高了方坯连铸机的作业率，铸坯冷却均匀，改善了铸坯质量，为方坯高拉速提供了保证，实现了高效高产。

附图说明

图1为本实用新型线棒材连铸坯高速直送直轧系统布置结构的俯视图；

图2为本实用新型线棒材连铸坯高速直送直轧系统布置结构的主视图；

图3为本实用新型冷却喷淋装置的结构示意图；

图4为本实用新型的喷嘴环组的结构示意图；

图5为本实用新型喷嘴环组的另一结构示意图。

零件标号说明

1 小半径高拉速连铸机

2 快速液压剪

3 切后辊道

4 闸门机构

5 高速铸坯流汇聚辊道

6 高速运输热送辊道

7 线棒材轧机

11 铸流

12 进水主管

13 喷嘴环组

131 长管

132 短管

133 喷嘴

134 喷管

14 连接管

15 进水口

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例

如图1和图2所示，一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，主要是用于线棒材的生产过程中，包括依次紧密设置的小半径高拉速连铸机1、快速液压剪2、切后辊道3、高速铸坯流汇聚辊道5、高速运输热送辊道6和线棒材轧机7；切后辊道3与高速铸坯流汇聚辊道5之间设置有用于阻挡铸坯进入和放行的闸门机构4，闸门升起时可阻挡铸坯进入高速铸坯流汇聚辊道5，降下时放行所在流的铸坯进入铸坯流汇聚辊道,起到铸坯输运依次有序调节的作用。铸坯高拉速拉出后，高温铸坯按一定定尺剪切后进入切后辊道3，闸门机构4根据先到先送原则依次将铸坯放行进入高速铸坯流汇聚辊道5，铸坯高速汇聚到高速运输热送辊道6上输送到线棒材轧机7进行免加热轧制。

其中，小半径高拉速连铸机1半径为6m-9m；配备高拉速结晶器，拉速大于3.5m/min。高拉速结晶器具有低阻力腔型结构，高效冷却水缝，铜管独特角部结构以保证铸坯在结晶器内的均匀冷却和出结晶器铸坯坯壳厚度。配备冷却系统，保证铸坯切割前温度大于980℃，铸坯外形规整，表面质量优良。在小半径高拉速连铸机1下游紧密设置快速液压剪2，最大限度缩小拉矫机与快速液压剪2的距离，提高铸坯剪断时的温度；快速液压剪2在线同步剪断连铸铸坯，快捷方便，剪断速度快，剪断成功率高，设备故障率低，剪断切口规整不影响铸坯轧制，常规的火焰切割需要一两分钟时间，而快速液压剪2只需要几秒钟时间，缩短了 剪切时间，减少了温降。

其中切后辊道3为高速辊道，采用变频或非变频，可高速将铸坯送到送到高速铸坯流汇聚辊道5。高速铸坯流汇聚辊道5组呈喇叭装，由上游至下游逐渐变窄，可将每一流上的铸坯高速汇聚到高速运输热送辊道6上，铸坯高速汇聚，不打滑，不卡阻。高速运输热送辊道6为高速辊道，可采用变频或非变频，铸坯进入该辊道后高速将铸坯输送至轧钢车间进行轧制。

铸坯在切后辊道3区域是多根排在一起，将铸坯成组地送入高速铸坯流汇聚辊道5的过程中以及在高速铸坯流汇聚辊道5上铸坯也是多根成组，这样可以使铸坯降温缓慢，减少温度损失，保证后续轧制时的温度。

本例中闸门机构4优选为采用液压或气压驱动的升降挡板，便于远程操作控制。其中切后辊道3、高速铸坯流汇聚辊道5、高速运输热送辊道6均为高速辊道，速度可控制在30-100m/min。

本实用新型以提高拉速，提高铸坯出连铸机温度为根本；剪切后的高温铸坯经过高速汇聚和输送送至轧钢轧制，整个过程温度损失控制在小于50℃范围内。

进一步如图3和图4所示，其中小半径高拉速连铸机1上设置有冷却喷淋装置，其包括喷淋机构和进水主管12，本例中进水主管12同时作为固定支架支撑喷淋机构，关键在于：进水主管12位于铸流11的内弧侧，喷淋机构用于对铸坯进行二次冷却，其安装在进水主管12上，并与进水主管12连通。

由于进水主管12位于内弧侧，连铸机发生漏钢等事故时对进水主管12损坏小，不影响连铸机重新组织生产，安装拆卸方便，固定支架同时也是进水主管12，自身能够进行冷却，不易变形。

进一步，进水主管12沿铸流11弧线方向分为多个分段，每一进水主管12分段上下两端均设置有进水口15。分段布置，当某一分段出现问题时，便于单个分段拆下维修或更换，不用将整个机构都拆下或更换。每一个分段为一个喷淋区，每个区采用上下进水口15同时通水的方式，避免冷却水上下分布不均。

进一步如图4所示，喷淋机构为喷嘴环组13，喷嘴环组13所在平面与铸流11垂直，喷嘴环组13沿铸坯流向由密到稀分布，且铸流11由喷嘴环组13中间穿过，喷嘴环组13上安装有多个喷嘴133，喷嘴环组13呈八边形结构，包括交替连接的4根长管131和4根短管122，靠近内弧侧的两根长管131通过Y型的连接管14与进水主管12连接，连接管14分两条通道与长管131连通，以保证出水均匀性，喷嘴133安装在短管122上，所述短管122与 长管131的夹角为120°。

如图5所示，喷嘴环组还可以由等长的8根喷管134构成，形成正八边形结构，连接管14同样为Y型，分两路与喷管134连接，喷嘴133安装在其中四个喷管134上，间隔布置，相邻喷管134的夹角为120°。

进一步地，为了便于喷嘴环组13的安装和拆卸，喷嘴133与喷嘴环组13螺纹连接，连接管14与进水主管12和喷嘴环组13插接。所述插接即可采用常用的公母接头对接的方式，结构简单，喷嘴环组13易于安装和拆卸，组件整体性、集成性程度高，实现了喷嘴133的快速更换。喷嘴133的孔径大于等于2mm。适用水质范围广，不易堵塞，喷嘴133雾化效果好，喷射速度快。

上述喷淋装置最大程度地提高了方坯连铸机的作业率，铸坯冷却均匀，改善了铸坯质量；避免了传统方坯二冷喷淋条上喷嘴喷水量上小下大不均匀的问题及漏钢事故对喷淋系统造成损坏的问题；结构简单，喷嘴环组13拆装方便，快捷，定位准确，可以大大节省维修时间，改善了维修操作人员的劳动强度；固定支架和进水主管12固定于内弧侧，不易变形，不受漏钢事故影响，寿命增大。固定支架自带水冷不易变形，寿命长。为方坯高拉速提供了保证，实现了高效高产的目的。

上述的线棒材连铸坯免加热直轧系统，连铸机生产出来的铸坯经快速液压剪2切割后由切后辊道3送至铸坯流汇聚辊道，铸坯流汇聚辊道与切后辊道3之间设置闸门机构4，根据铸坯到达的先后顺序进行放行，铸坯经铸坯流汇聚辊道高速汇聚到运输热送辊道，并由运输热送辊道将铸坯单流地快速输送到轧机进行免加热轧制。

所述小半径高拉速连铸机1半径为6m-9m；配备高拉速结晶器，拉速大于3.5m/min；通过连铸机二次冷却系统控制铸坯切割前温度大于980℃，剪切后的高温铸坯经过高速汇聚和输送送至轧钢轧制过程中，温度损失控制在小于50℃范围内。通过高拉速和高速辊道缩短输送时间，减少温降；铸坯在出坯辊道之后多根成组地输送，也可以减少温度损失，保证轧制质量。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优点：

1、小半径高拉速连铸机高效连铸，拉坯速度快，铸坯拉出温度高，形状规整，温度损失小，铸坯剪断快速，铸坯起始温度高。

2、剪断铸坯依次有序进入高速铸坯流汇聚辊道，操作简便，易组织生产。

3、铸坯到轧机入口温度高，可免加热直接轧制，对轧机损伤小。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修 饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：包括依次紧密设置的连铸机、快速液压剪、切后辊道、铸坯流汇聚辊道、运输热送辊道和线棒材轧机；所述铸坯流汇聚辊道将每一流上的铸坯汇聚到运输热送辊道上。

2.根据权利要求1所述的一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：所述铸坯流汇聚辊道呈上游宽下游窄的喇叭状。

3.根据权利要求1所述的一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：所述切后辊道与铸坯流汇聚辊道之间设置有用于阻挡铸坯进入和放行的闸门机构。

4.根据权利要求3所述的一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：所述闸门机构为采用液压或气压驱动的升降挡板。

5.根据权利要求1所述的一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：所述连铸机半径为6m-9m。

6.根据权利要求1所述的一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：所述连铸机拉速大于3.5m/min；所述切后辊道、运输热送辊道为变频辊道。

7.根据权利要求1所述的一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：所述连铸机上设置有二次冷却喷淋装置，包括喷淋机构以及作为固定支架的进水主管，所述进水主管位于铸流的内弧侧，所述喷淋机构安装在进水主管上，并与进水主管连通；所述进水主管沿铸流弧线方向分为多个分段，每一所述分段上下两端均设置有进水口。

8.根据权利要求7所述的一种线棒材连铸坯免加热直轧系统，其特征在于：所述喷淋机构为喷嘴环组，所述喷嘴环组所在平面与铸流垂直，且铸流由喷嘴环组中间穿过，喷嘴环组上安装有多个喷嘴，所述喷嘴环组呈八边形结构，所述喷嘴间隔安装在喷管上，所述喷管通过连接管与进水主管连接。