CN209157084U - 金属坯立式连续铸造设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属坯料生产领域，旨在解决现有技术中金属坯连续铸造方式所存在的问题，提供金属坯立式连续铸造设备，其包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直，然后定尺切断和直线出料。本实用新型的有益效果是，采用金属坯立式连续铸造设备，金属坯内在质量和外观质量好，金属应力状态稳定，生产效率高，可以自动连续生产超长金属坯。

Description

金属坯立式连续铸造设备

技术领域

本实用新型涉及金属坯料生产领域，具体而言，涉及金属坯立式连续铸造设备。

背景技术

立式连续铸造技术广泛应用于生产钢铁行业，金属坯传统的生产方式为：立式铸造、水平连续铸造和立弯式(弧形)连续铸造。对于超长小截面金属坯来说，传统的生产方式或设备不适合生产该类金属坯，分别存在以下的缺点：

(1)采用立式铸造，由于金属坯长度的局限性，因此不适合超长金属坯的生产；

(2)采用水平连续铸造，金属液体的自重会对液穴形态、散热方向和凝固时的体积收缩产生影响，铸锭上部很容易出现“月牙状”的空隙而产生内部缩孔、疏松等质量缺陷，外表出现坑洼质量缺陷；

(3)采用水平连续铸造，对于合金金属坯来说会产生密度(比重)偏析，密度大的元素在下，而密度小的元素在上，铸件内部的化学成分不均匀，影响其力学性能、物理性能、抗磨性能和加工性能；

(4)采用水平连续铸造，金属坯采用“正拉-停-反推-正拉”的生产工艺方法，对于小截面金属坯来说，很容易产生拉细、拉断或拉漏等故障；

(5)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，结晶器弧形结晶，弧形金属坯的内径和外径不同，当金属坯由弧形矫直为直线状态时，其截面变形、壁厚不均形成外部质量缺陷，内径和外径金属应力状态不同；

(6)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，结晶器做弧形振动，因重力影响，结晶器出口各个方位的磨损量不均匀，使用寿命低；

(7)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，结晶器与浇铸包分开，对于小截面金属坯来说，结晶器容积小，其液面高度波动受浇铸速度影响大，难以控制合理高度的浇铸液面，不能进行低速铸造或者高速铸造，工艺性差、金属坯范围小；

(8)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，弧形引锭杆长、占用存放空间大、运动环节多，辅助时间长，设备产能低。

如何实现超长小截面金属坯的连续铸造生产，满足金属坯长度、保证金属坯质量、实现高效生产，是目前传统连续铸造生产方法亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种金属坯立式连续铸造设备，以解决现有技术中金属坯连续铸造方式所存在的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供本实施例提供金属坯立式连续铸造设备，

包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，金属坯运行轨道包括依次过渡连接的竖直段、弧形段和矫直段；

储液结晶组件包括结晶器，结晶器对应设置于竖直段，结晶器的内部设置有呈立式状的结晶器内芯，结晶器的结晶出口立式向下；

牵引装置位于结晶器的下方，且对应设置于竖直段的与弧形段的衔接处，牵引装置能够沿竖直方向牵引金属坯；

弯曲装置位于牵引装置的下方，且对应设置于弧形段，弯曲装置能够将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引金属坯；

矫直装置位于弯曲装置的下方，且对应设置于弧形段和矫直段的衔接处，矫直装置能够将弧形的金属坯矫直为直线状态并沿直线方向输送；

引锭杆能够封闭结晶出口和开启结晶出口，并且将金属坯牵引出结晶出口。

金属坯立式连续铸造设备，生产工艺流程为：立式浇铸→立式结晶→立式牵引→弧形弯曲→矫直→定尺切断→直线出料，先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直，然后定尺切断和直线出料，而非弧形成型再矫直及定尺切断的生产工艺。金属坯的截面形状为圆形、矩形、空心圆、空心矩形、其它异型材。

金属坯立式连续铸造设备整体外形为90°(85～95°)弧形布置。结晶器的出口方向垂直向下，即立式浇铸，而非弧形浇铸。牵引装置的牵引方向为垂直方向，而非弧形方向牵引，牵引力和牵引速度的大小可以无级调整，牵引方向为双向切换，既可以向下，也可以向上。弯曲装置是将冷却成型的立式金属坯弯曲成弧形，金属坯的弯曲半径与金属坯运行轨道的弧形半径大小相等。

实施例过程是这样的：

浇铸准备步骤：引锭杆向上运动，插入储液结晶组件的结晶器的结晶出口，使结晶器的结晶出口关闭；立式结晶步骤：利用结晶器将置于结晶器内芯的金属液冷却并结晶形成沿竖直方向分布的金属坯；立式牵引步骤：利用牵引装置沿竖直方向将金属坯从结晶器的结晶出口拉出并牵引入弯曲装置；弯曲步骤：利用弯曲装置将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引入矫直装置；矫直步骤：矫直装置将弧形的金属坯矫直为直线状态并输出。先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直。金属坯内在质量和外观质量好，金属应力状态稳定。

在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括位于弯曲装置下方的引锭杆处理装置；

引锭杆处理装置包括筒体、夹送装置和转动轴；引锭杆和夹送装置设置于筒体，夹送装置能够驱动引锭杆沿竖直方向来回往复移动以使引锭杆封闭结晶出口和开启结晶出口，引锭杆的中心线与结晶器的结晶出口的中心线重合，筒体与转动轴铰接，筒体能够围绕转动轴转动以使引锭杆与金属坯的结合处分离。

在本实施例的一种实施方式中：

储液结晶组件还包括储液容室；

储液容室的下方设置至少一个结晶器，结晶器的入液口和储液容室连通。

在本实施例的一种实施方式中：

储液结晶组件还包括能够沿竖直方向作往复运动的振动装置；

储液容室与结晶器均设置于振动装置。

在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括液面高度处理系统；

液面高度处理系统包括液位检测装置和注液控制装置；

液位检测装置包括探针、探针运动机构、电信号导通检测装置、探针位置检测装置和控制器，探针与电信号导通检测装置电连接，电信号导通检测装置和探针位置检测装置分别与控制器电连接，控制器与注液控制装置电连接；探针运动机构驱动探针与储液容室内的金属液面接触并形成液面导通信号输送给电信号导通检测装置，电信号导通检测装置将液面导通信号输送给控制器，探针位置检测装置能够检测探针的位置并形成位置信号输送给控制器，控制器同步接收液面导通信号和对应的位置信号后形成液面高度信号输送给注液控制装置，由注液控制装置控制注入储液容室的注液量。

在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括设置于结晶出口下方的冷却水密封收集装置，冷却水密封收集装置包括冷却水收集箱、气体吹扫室和机械密封件；

冷却水收集箱设置有沿竖向方向并排分布且环绕金属坯的外周设置的第一腔室和第二腔室；第一腔室的底部设置有多个连通第一腔室和第二腔室的落水孔，第一腔室的底部设置有金属坯贯穿的密封口，机械密封件设置于第一腔室且能够密封密封口；

气体吹扫室设置于第二腔室，气体吹扫室设置有进气口和吹气口，进气口穿过第二腔室与外界气源连通，吹气口环绕金属坯的外周设置且与密封口相对；

第二腔室的底部设置有金属坯贯穿的贯穿口，气体吹扫室设置于第二腔室的底部且密封罩设于贯穿口的上方。

在本实施例的一种实施方式中：

弯曲装置包括左上弯曲辊、右上弯曲辊、下弯曲辊、第一曲辊驱动机构和第二曲辊驱动机构；

左上弯曲辊和右上弯曲辊相对设置且两者之间形成弯曲输送通道，第一曲辊驱动机构驱动左上弯曲辊和右上弯曲辊沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，左上弯曲辊和右上弯曲辊位于最左工位时，弯曲输送通道与结晶器的结晶出口对齐，左上弯曲辊和右上弯曲辊位于最右工位时，弯曲输送通道与金属坯运行轨道的弧形段重合；

下弯曲辊位于左上弯曲辊的下方，第二曲辊驱动机构能够驱动下弯曲辊沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，下弯曲辊位于最右工位时，下弯曲辊的辊面与弧形段的外侧重合。

在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括金属坯曲率半径检测控制系统；

金属坯曲率半径检测控制系统包括电连接的检测装置和连铸控制系统，检测装置能够检测金属坯曲率半径并将曲率半径值输送给连铸控制系统，由连铸控制系统控制牵引装置牵引速度、弯曲装置弯曲速度以及矫直装置的矫直速度。

在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括沿矫直段依次设置的切断装置和输送装置；

输送装置包括分流导向机构、输送机构、横向输送机构和储料架；分流导向机构设置至少一组，每组分流导向机构设置有至少一个导向口；储料架设置于输送机构的一侧，横向输送机构的输送方向垂直于输送机构的输送方向，输送机构能够将经切断装置切断且经导向口输出的金属坯输送到输送机构的末端，横向输送机构能够作升降运动，横向输送机构升起时能够托住位于输送机构末端的金属坯并传送至储料架，实现金属坯间隔输送。

实用新型效果：金属坯立式连续铸造设备，先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直，然后定尺切断和直线出料，而非弧形成型再矫直及定尺切断的生产工艺。具有以下的技术效果：

1、可以生产超长小截面金属坯金属坯；

2、金属坯截面变形小、外观质量好，金属应力状态稳定；

3、避免了金属液体的自重对于液穴形态、散热方向和凝固时的体积收缩产生影响，铸造组织内部致密，质量好；

4、对于合金金属坯不会产生密度(比重)偏析，铸件内部的化学成分均匀，其力学性能、物理性能、抗磨性能和加工性能等各个参数一致性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的金属坯立式连续铸造设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的金属坯立式连续铸造设备的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的金属坯立式连续铸造设备的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的图3中A的局部放大图；

图5为本实用新型实施例提供的金属坯立式连续铸造设备的局部结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的金属坯立式连续铸造方法示意图。

图标：100－金属坯运行轨道；110－竖直段；120－弧形段；130－矫直段；010－液面高度处理系统；011－液位检测装置；012－探针；013－探针运动机构；200－储液结晶组件；210－结晶器；211－结晶器内芯；212－结晶出口；220－储液容室；400－冷却水密封收集装置；410－冷却水收集箱；041－第一腔室；042－第二腔室；411－密封口；412－机械密封件；413－落水孔；414－排水口；415－排气口；420－气体吹扫室；421－贯穿口；422－进气口；423－吹气口；500－牵引装置；600－弯曲装置；610－左上弯曲辊；620－右上弯曲辊；630－下弯曲辊；640－弯曲输送通道；700－矫直装置；710－左型两辊；720－中辊；730－右型两辊；800－引锭杆处理装置；810－筒体；820－夹送装置；830－转动轴；840－引锭杆；020－金属坯曲率半径检测控制系统；021－检测装置；900－切断装置；910－输送装置；030－电控系统；001－浇铸准备步骤；002－立式浇铸步骤；003－立式结晶步骤；004－立式牵引步骤；005－弯曲步骤；006－矫直步骤；007－切断步骤；008－出料步骤。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，本实用新型的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本实用新型的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例，参照图1至图6。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供本实施例提供金属坯立式连续铸造设备，

包括引锭杆840和沿金属坯运行轨道100依次设置的储液结晶组件200、牵引装置500、弯曲装置600、矫直装置700，金属坯运行轨道100包括依次过渡连接的竖直段110、弧形段120和矫直段130；

储液结晶组件200包括结晶器210，结晶器210对应设置于竖直段110，结晶器210的内部设置有呈立式状的结晶器内芯211，结晶器210的结晶出口212立式向下；

牵引装置500位于结晶器210的下方，且对应设置于竖直段110的与弧形段120的衔接处，牵引装置500能够沿竖直方向牵引金属坯；

弯曲装置600位于牵引装置500的下方，且对应设置于弧形段120，弯曲装置600能够将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引金属坯；

矫直装置700位于弯曲装置600的下方，且对应设置于弧形段120和矫直段130的衔接处，矫直装置700能够将弧形的金属坯矫直为直线状态并沿直线方向输送；

引锭杆840能够封闭结晶出口212和开启结晶出口212，并且将金属坯牵引出结晶出口212。

金属坯立式连续铸造设备，生产工艺流程为：立式浇铸→立式结晶→立式牵引→弧形弯曲→矫直→定尺切断→直线出料，先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直，然后定尺切断和直线出料，而非弧形成型再矫直及定尺切断的生产工艺。金属坯的截面形状为圆形、矩形、空心圆、空心矩形、其它异型材。

金属坯立式连续铸造设备整体外形为90°(85～95°)弧形布置。结晶器210的出口方向垂直向下，即立式浇铸，而非弧形浇铸。牵引装置500的牵引方向为垂直方向，而非弧形方向牵引，牵引力和牵引速度的大小可以无级调整，牵引方向为双向切换，既可以向下，也可以向上。弯曲装置600是将冷却成型的立式金属坯弯曲成弧形，金属坯的弯曲半径与金属坯运行轨道100的弧形半径大小相等。

需要说明的是：“立式状”是指结晶器210的结晶器内芯211中心线为直线，而不是弧线，从结晶器210的结晶出口212输出的金属坯为直线。

实施例过程是这样的：

浇铸准备步骤001：引锭杆840向上运动，插入储液结晶组件200的结晶器210的结晶出口212，使结晶器210的结晶出口212关闭；立式结晶步骤003：利用结晶器210将置于结晶器210钢管内的金属液冷却并结晶形成沿竖直方向分布的金属坯；立式牵引步骤004：利用牵引装置500沿竖直方向将金属坯从结晶器210的结晶出口212拉出并牵引入弯曲装置600；弯曲步骤005：利用弯曲装置600将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引入矫直装置700；矫直步骤006：矫直装置700将弧形的金属坯矫直为直线状态并输出。先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直。金属坯内在质量和外观质量好，金属应力状态稳定。

如图1和图2所示，在本实施例的一种实施方式中：

储液结晶组件200还包括储液容室220；

储液容室220的下方设置至少一个结晶器210，结晶器210的入液口和储液容室220连通。

储液容室220下方设置至少一个结晶器210，结晶器210的结晶出口212方向为立式向下，结晶器210入口直接与储液容室220连接，这样小截面金属坯结晶器210内腔容积加大，其液面高度波动受浇铸速度影响小，易于控制，能够进行低速铸造或者高速铸造，工艺性强、金属坯范围广。

如图1和图2所示，在本实施例的一种实施方式中：

储液结晶组件200还包括能够沿竖直方向作往复运动的振动装置；

储液容室220与结晶器210均设置于振动装置。

振动装置可以上下方向振动，其振幅的大小可以调节，振动频率无级调整。

储液结晶组件200作垂直方向振动，小截面金属坯始终垂直向下运动，不存在拉细、拉断或拉漏等故障，金属坯内部组织致密、化学成分均匀分布、外表面光滑、产品质量好，生产安全可靠；结晶器210做垂直方向振动，重力影响小，结晶器210出口各个方位的磨损量均匀、磨损量小、使用寿命长。

如图1和图2所示，在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括液面高度处理系统010；

液面高度处理系统010包括液位检测装置011和注液控制装置；

液位检测装置011包括探针012、探针012运动机构、电信号导通检测装置021、探针位置检测装置和控制器，探针012与电信号导通检测装置021电连接，电信号导通检测装置021和探针位置检测装置分别与控制器电连接，控制器与注液控制装置电连接；探针012运动机构驱动探针012与储液容室220内的金属液面接触并形成液面导通信号输送给电信号导通检测装置021，电信号导通检测装置021将液面导通信号输送给控制器，探针位置检测装置能够检测探针012的位置并形成位置信号输送给控制器，控制器同步接收液面导通信号和对应的位置信号后形成液面高度信号输送给注液控制装置，由注液控制装置控制注入储液容室220的注液量。

探针012在探针012运动机构的作用下能够间隔式地与储液容室220内的金属液面接触。探针012一旦与金属液面接触即可形成液面导通信号，电信号导通检测装置021能够检测到该信号并将该液面导通信号输送给控制器；探针位置检测装置能够时刻检测探针012的位置，当控制器接收到液面导通信号的同时也接受到了此刻对应的探针012的位置信号，控制器将对应的位置信号转化为液面高度信号即为探针012与液面导通时，探针012的位置，此时探针012的位置即是液面的位置，即可准确地检测出液面的高度。

控制器根据该液面高度信号再控制注液控制装置的注液量，液位检测装置011不间断的检测液面高度使得注液控制装置根据液面高度持续进行注液，以保持储液容室220内的金属液液面高度恒定。

液位检测装置011采用触点接通式测量方法，探针012连续摆动，直接测量储液容室220内金属液体的高度，误差小、抗干扰性强、使用可靠。

如图1和图3所示，在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括设置于结晶出口212下方的冷却水密封收集装置400，冷却水密封收集装置400包括冷却水收集箱410、气体吹扫室420和机械密封件412；

如图4所示，冷却水收集箱410设置有沿竖向方向并排分布且环绕金属坯的外周设置的第一腔室041和第二腔室042；第一腔室041的底部设置有多个连通第一腔室041和第二腔室042的落水孔413，第一腔室041的底部设置有金属坯贯穿的密封口411，机械密封件412设置于第一腔室041且能够密封密封口411；

气体吹扫室420设置于第二腔室042，气体吹扫室420设置有进气口422和吹气口423，进气口422穿过第二腔室042与外界气源连通，吹气口423环绕金属坯的外周设置且与密封口411相对；

第二腔室042的底部设置有金属坯贯穿的贯穿口421，气体吹扫室420设置于第二腔室042的底部且密封罩设于贯穿口421的上方。

金属坯贯穿冷却水收集箱410设置，依次贯穿第一腔室041和第二腔室042。

从结晶器210渗出的冷却水附着在金属坯周围并向下运动，冷却水通过第一腔室041的密封口411时被机械密封件412从金属坯的外表面刮落，冷却水通过机械密封件412的上方流向第一腔室041的底部，经过第一腔室041的底部的落水孔413流入第二腔室042内，进行收集；第一腔室041和机械密封件412组合能够将冷却水从金属坯的外表面刮落并收集汇入第二腔室042内，避免冷却水淋湿金属坯和下部的铸造设备。

金属坯经过第二腔室042时，气体吹扫室420内的气体经吹气口423吹扫至金属坯表面，将经过机械密封件412密封的密封口411泄漏至金属坯外表面的少量冷却水进一步吹离金属坯，并且落入第二腔室042内，实现冷却水与金属坯的分离和冷却水的收集。

第二腔室042设置有排水口414，经落水孔413落下的冷却水以及经吹气口423吹离金属坯的冷却水都汇集在第二腔室042内，一起经过排水口414排出，这样可以使冷却水密封收集装置400下方的金属坯和铸造设备处于免淋湿的状态，保持设备及工作场所的干燥。

第二腔室042还设置有排气口415，经吹气口423进入第二腔室042的气体最后经排气口415排出。

如图1和图3所示，在本实施例的一种实施方式中：

弯曲装置600包括左上弯曲辊610、右上弯曲辊620、下弯曲辊630、第一曲辊驱动机构和第二曲辊驱动机构；

左上弯曲辊610和右上弯曲辊620相对设置且两者之间形成弯曲输送通道640，第一曲辊驱动机构驱动左上弯曲辊610和右上弯曲辊620沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，左上弯曲辊610和右上弯曲辊620位于最左工位时，弯曲输送通道640与结晶器210的结晶出口212对齐，左上弯曲辊610和右上弯曲辊620位于最右工位时，弯曲输送通道640与金属坯运行轨道100的弧形段120重合；

下弯曲辊630位于左上弯曲辊610的下方，第二曲辊驱动机构能够驱动下弯曲辊630沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，下弯曲辊630位于最右工位时，下弯曲辊630的辊面与弧形段120的外侧重合。

左上弯曲辊610和右上弯曲辊620位于最左工位时，弯曲输送通道640与结晶器210的结晶出口212对齐，此时可以输送引锭杆840或者金属坯。在弯曲工作状态时，右上弯曲辊620处于最右位，右上弯曲辊620、下弯曲辊630和下弯曲辊630形成三点弯曲方式，对金属坯进行弯曲，在其他实施例中，还可以采用三点以上的多点弯曲方式；弯曲装置600的右上弯曲辊620、下弯曲辊630和下弯曲辊630主动转动或被动转动。

如图1和图3所示，在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括位于弯曲装置600下方的引锭杆处理装置800；

引锭杆处理装置800包括筒体810、夹送装置820和转动轴830；引锭杆840和夹送装置820设置于筒体810，夹送装置820能够驱动引锭杆840沿竖直方向来回往复移动以使引锭杆840封闭结晶出口212和开启结晶出口212，引锭杆840的中心线与结晶器210的结晶出口212的中心线重合，筒体810与转动轴830铰接，筒体810能够围绕转动轴830转动以使引锭杆840与金属坯的结合处分离。

引锭杆840为直条型结构，长度短、存放空间小，运动快捷，辅助时间短，生产效率高。引锭杆840位于引锭杆处理装置800内，引锭杆840的功能是将金属坯从储液结晶组件200的结晶器210的结晶出口212引出，引锭杆处理装置800具有承接、输送、分离所述引锭杆840的功能。

筒体810通过旋转轴固定于设备，引锭杆840位于夹送装置820的夹送中心位置，夹送装置820能够将引锭杆840输送至储液结晶组件200的结晶器210的结晶出口212，将结晶器210的出口封闭，反向运动时将引锭杆840输送至所述筒体810内；引锭杆840牵引金属坯运动至弯曲装置600时，下弯曲辊630向右运动，金属坯弯曲为弧形，从而推动筒体810自行围绕转动轴830转动，引锭杆840随筒体810一起围绕旋转轴转动并与金属坯在二者结合处分离，引锭杆840回落至筒体810内且处于弧形段120的下方，金属坯被弯曲为弧形并沿弧形段120运动。

如图1和图3所示，在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括金属坯曲率半径检测控制系统020；

金属坯曲率半径检测控制系统020包括电连接的检测装置021和连铸控制系统，检测装置021能够检测金属坯曲率半径并将曲率半径值输送给连铸控制系统，由连铸控制系统控制牵引装置500牵引速度、弯曲装置600弯曲速度以及矫直装置700的矫直速度。

金属坯曲率半径检测控制系统020对金属坯的曲率半径进行连续检测并控制牵引速度、弯曲速度、矫直速度之间匹配，使得金属坯曲率半径保持在稳定的范围内，保证金属坯的内在质量和外部质量，自动实现超长小截面金属坯的连铸生产。

检测装置021可以采用接触式测量装置，也可以采用非接触式测量装置，在本实施例中，采用接触式测量装置。检测装置021设置于弧形段120范围内金属坯两侧，检测装置021和连铸控制系统电连接。检测装置021设置于支架，支架固定于设备机身上。检测装置021能够及时检测金属坯曲率半径的数值，控制系统能够及时匹配牵引速度、弯曲速度、矫直速度，使得金属坯的曲率半径达到合理值。

如图1和图5所示，在本实施例的一种实施方式中：

矫直装置700对应设置于弧形段120和矫直段130的衔接处，在矫直段130依次设置：

矫直装置700包括左辊驱动机构、右辊驱动机构以及依次设置的左型两辊710、中辊720、右型两辊730。

中辊720设置于左型两辊710和右型两辊730之间，左型下辊和中辊720对应设置于同一弧形段120，中辊720和右型下辊对应设置于同一直线段。左型上辊和左型下辊之间、中辊720上面、右型上辊和右型下辊之间形成金属坯运行轨道100。

左辊驱动机构能够驱动左型上辊和左型下辊同步反向转动，且能够驱动左型上辊沿左型上辊和左型下辊之间的中心连线来回移动；右辊驱动机构能够驱动右型上辊和右型下辊同步反向转动，且能够驱动右型上辊沿右型上辊和右型下辊之间的中心连线来回移动。

中辊720为动力驱动或者无动力驱动；左型上辊、中辊720和右型下辊对金属坯进行三点矫直，将弯曲金属坯矫直为直线状态，在其他实施例中，还可以采用三点以上的多点矫直方式。

如图1和图5所示，在本实施例的一种实施方式中：

金属坯立式连续铸造设备还包括沿矫直段130依次设置的切断装置900和输送装置910；

输送装置910包括分流导向机构、输送机构、横向输送机构和储料架；分流导向机构设置至少一组，每组分流导向机构设置有至少一个导向口；储料架设置于输送机构的一侧，横向输送机构的输送方向垂直于输送机构的输送方向，输送机构能够将经切断装置900切断且经导向口输出的金属坯输送到输送机构的末端，横向输送机构能够作升降运动，横向输送机构升起时能够托住位于输送机构末端的金属坯并传送至储料架，实现金属坯间隔输送。

至少一组分流导向机构设置于输送机构的入口，分流导向机构可以将超长金属坯间隔分开，使得金属坯不交叉；储料架位于输送机构的两侧，输送机构为主动无擦伤输送方式，将金属坯输送到转移位；横向输送机构与输送机构错开设置，横向输送机构可以升降，横向输送机构升起后能够与储料架实现无障碍衔接；横向输送机构设置有横向传动链，横向方向可以左右切换，当处于下位时，金属坯从顶部通过，当处于上位时将置于输送机构上的金属坯托起，并通过横向传动链将金属坯转移到输送机构两侧的储料架。

在本实施例的一种实施方式中：

切断机构采用在线切断方式，即在切断过程中与金属坯同步运动，切断完成后再返回到起始位置；切断为火焰切割、锯切、剪切或者其它方式；切断机构返回运动可以是动力驱动或者依靠自重运动。

电控系统030自动控制整个浇铸过程的参数匹配和金属坯定尺长度；自动控制各个装置按照设定的程序运行，自动完成立式连续铸造过程；设置报警功能和具备应急事故处理功能，安全生产；记录和储存生产工艺参数，满足现代化生产要求。生产过程实现自动化控制，自动化程度高，产品质量高、成品率高，生产效率高，符合现代化企业要求。

如图6所示，一种利用金属坯立式连续铸造设备生产金属坯的金属坯立式连续铸造方法，

包括以下步骤：

立式结晶步骤003：利用结晶器210将置于结晶器210内的金属液冷却并结晶形成沿竖直方向分布的金属坯；

立式牵引步骤004：利用牵引装置500沿竖直方向将金属坯从结晶器210的结晶出口212拉出并牵引入弯曲装置600；

弯曲步骤005：利用弯曲装置600将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引入矫直装置700；

矫直步骤006：矫直装置700将弧形的金属坯矫直为直线状态并输出。

采用立式成型后先进行弧形弯曲再矫直及定尺切断的生产工艺。

如图6所示，在本实施例的一种实施方式中：

在立式结晶步骤003之前设置有浇铸准备步骤001：

引锭杆处理装置800的夹送装置820输送引锭杆840向上运动，插入储液结晶组件200的结晶器210的结晶出口212，使结晶器210的结晶出口212关闭。

如图6所示，在本实施例的一种实施方式中：

在浇铸准备步骤001和立式结晶步骤003之间设置有立式浇铸步骤002：

将金属熔化炉中的金属液注入储液结晶组件200的储液容室220中，液面高度处理系统010不间断的检测液面高度，通过注液控制装置调节金属液的注液量，使得液面高度保持恒定，保证金属坯的铸造质量和高效、稳定、安全铸造生产。

如图6所示，在本实施例的一种实施方式中：

在矫直步骤006之后设置有切断步骤007：

切断机构对直线金属坯进行切断操作，切断操作包括去头切断和定尺切断，去头后的金属坯到达预设长度后进行定尺切断。

金属坯与引锭杆840的结合部位的金属坯杂质繁多，内部组织疏松，需要将其头部切断去除，进而定尺切断之前需进行去头切断。

如图6所示，在本实施例的一种实施方式中：

在切断步骤007之后设置出料步骤008：

定尺金属坯经过分流导向机构进入输送机构，输送机构将金属坯输送到转移位，横向输送机构将金属坯转移到输送机构两侧的储料架。

输送机构为主动无擦伤输送方式，横向输送机构的上升将金属坯托起，并通过横向传动链传送。

电控系统030自动执行和控制连续铸造过程：“立式浇铸→立式结晶→立式牵引→弧形弯曲→矫直→定尺切断→直线出料”，进行金属坯连续铸造自动生产。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，所述金属坯运行轨道包括依次过渡连接的竖直段、弧形段和矫直段；

所述储液结晶组件包括结晶器，所述结晶器对应设置于所述竖直段，所述结晶器的内部设置有呈立式状的结晶器内芯，所述结晶器的结晶出口立式向下；

所述牵引装置位于所述结晶器的下方，且对应设置于所述竖直段的与所述弧形段的衔接处，所述牵引装置能够沿竖直方向牵引金属坯；

所述弯曲装置位于所述牵引装置的下方，且对应设置于所述弧形段，所述弯曲装置能够将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引金属坯；

所述矫直装置位于所述弯曲装置的下方，且对应设置于所述弧形段和所述矫直段的衔接处，所述矫直装置能够将弧形的金属坯矫直为直线状态并沿直线方向输送；

所述引锭杆能够封闭所述结晶出口和开启所述结晶出口，并且将金属坯牵引出所述结晶出口。

2.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

所述金属坯立式连续铸造设备还包括位于所述弯曲装置下方的引锭杆处理装置；

所述引锭杆处理装置包括筒体、夹送装置和转动轴；所述引锭杆和所述夹送装置设置于所述筒体，所述夹送装置能够驱动所述引锭杆沿竖直方向来回往复移动以使所述引锭杆封闭所述结晶出口和开启所述结晶出口，所述引锭杆的中心线与所述结晶器的结晶出口的中心线重合，所述筒体与所述转动轴铰接，所述筒体能够围绕所述转动轴转动以使所述引锭杆与所述金属坯的结合处分离。

3.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

所述储液结晶组件还包括储液容室；

所述储液容室的下方设置至少一个所述结晶器，所述结晶器的入液口和所述储液容室连通。

4.根据权利要求3所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

所述储液结晶组件还包括能够沿竖直方向作往复运动的振动装置；

所述储液容室与所述结晶器均设置于所述振动装置。

5.根据权利要求3所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

所述金属坯立式连续铸造设备还包括液面高度处理系统；

所述液面高度处理系统包括液位检测装置和注液控制装置；

所述液位检测装置包括探针、探针运动机构、电信号导通检测装置、探针位置检测装置和控制器，所述探针与所述电信号导通检测装置电连接，所述电信号导通检测装置和所述探针位置检测装置分别与所述控制器电连接，所述控制器与所述注液控制装置电连接；所述探针运动机构驱动所述探针与所述储液容室内的金属液面接触并形成液面导通信号输送给所述电信号导通检测装置，所述电信号导通检测装置将所述液面导通信号输送给所述控制器，所述探针位置检测装置能够检测所述探针的位置并形成位置信号输送给所述控制器，所述控制器同步接收所述液面导通信号和对应的位置信号后形成液面高度信号输送给所述注液控制装置，由所述注液控制装置控制注入所述储液容室的注液量。

6.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

所述金属坯立式连续铸造设备还包括设置于所述结晶出口下方的冷却水密封收集装置，所述冷却水密封收集装置包括冷却水收集箱、气体吹扫室和机械密封件；

所述冷却水收集箱设置有沿竖向方向并排分布且环绕金属坯的外周设置的第一腔室和第二腔室；所述第一腔室的底部设置有多个连通所述第一腔室和所述第二腔室的落水孔，所述第一腔室的底部设置有金属坯贯穿的密封口，所述机械密封件设置于所述第一腔室且能够密封所述密封口；

所述气体吹扫室设置于所述第二腔室，所述气体吹扫室设置有进气口和吹气口，所述进气口穿过所述第二腔室与外界气源连通，所述吹气口环绕金属坯的外周设置且与所述密封口相对；

所述第二腔室的底部设置有金属坯贯穿的贯穿口，所述气体吹扫室设置于所述第二腔室的底部且密封罩设于所述贯穿口的上方。

7.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

所述弯曲装置包括左上弯曲辊、右上弯曲辊、下弯曲辊、第一曲辊驱动机构和第二曲辊驱动机构；

所述左上弯曲辊和所述右上弯曲辊相对设置且两者之间形成弯曲输送通道，所述第一曲辊驱动机构驱动所述左上弯曲辊和所述右上弯曲辊沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，所述左上弯曲辊和所述右上弯曲辊位于最左工位时，所述弯曲输送通道与所述结晶器的结晶出口对齐，所述左上弯曲辊和所述右上弯曲辊位于最右工位时，所述弯曲输送通道与所述金属坯运行轨道的所述弧形段重合；

所述下弯曲辊位于所述左上弯曲辊的下方，所述第二曲辊驱动机构能够驱动所述下弯曲辊沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，所述下弯曲辊位于最右工位时，所述下弯曲辊的辊面与所述弧形段的外侧重合。

8.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：

所述金属坯立式连续铸造设备还包括金属坯曲率半径检测控制系统；

所述金属坯曲率半径检测控制系统包括电连接的检测装置和连铸控制系统，所述检测装置能够检测所述金属坯曲率半径并将曲率半径值输送给所述连铸控制系统，由所述连铸控制系统控制所述牵引装置牵引速度、所述弯曲装置弯曲速度以及所述矫直装置的矫直速度。

9.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述金属坯立式连续铸造设备还包括沿所述矫直段依次设置的切断装置和输送装置；

所述输送装置包括分流导向机构、输送机构、横向输送机构和储料架；所述分流导向机构设置至少一组，每组所述分流导向机构设置有至少一个导向口；所述储料架设置于所述输送机构的一侧，所述横向输送机构的输送方向垂直于所述输送机构的输送方向，所述输送机构能够将经所述切断装置切断且经所述导向口输出的金属坯输送到所述输送机构的末端，所述横向输送机构能够作升降运动，所述横向输送机构升起时能够托住位于所述输送机构末端的金属坯并传送至所述储料架，实现金属坯间隔输送。