CN86103602A - 真空水平连续铸锭机 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢液连铸领域。该机是连续钢液脱气装置。其方法是利用虹吸原理，在真空室保持某个较稳定的真空度时，通过升降台控制中间罐内钢液面高度，造成吸液管中钢液柱高度(h)小于续液管中钢液柱高度(H)。由于两个管中钢液压力差的作用，连续控制钢液自吸液管经真空室流向续液管的流量大小，既可手动又可自动控制续液管钢液面连续稳定的高度。在真空室中连续流动的钢液表面进行高效率地连续脱气。

Description

本发明属于炼钢钢液连铸领域。

目前，钢液的真空处理和连续铸锭是分两道工序操作的。这就造成了设备多、占地大、操作繁琐、降温多和效率低等一系列缺点。尤其造成了它们都存在着钢液二次污染的严重问题，大大降低了钢的质量。

自五十年代以来，由于钢液连铸的显著经济效益而被普遍重视。但是，钢液的二次氧化、合金化及气泡、夹杂、偏析等连铸钢锭的质量问题，至今仍然是连铸技术发展的主要问题。

钢液的真空处理是全面提高钢质量的重要方法。至今虽然方法很多，但没有一次连续性的，而且也存在着钢液的静压力较大，搅拌不均匀、要求真空度高和脱气效率低等缺点，甚至还存在着钢渣阻碍真空处理及氧化铁还原造成钢液回磷问题。另外也没有把钢液连续脱气、搅拌与合金化结合起来。更因为与连铸分为两道工序、所以也存在着钢液二次氧化问题。

专利CA915381是水平式连铸机，可以脱气，但是脱气效率较低，无法合金化和去除二次浮渣。也很难连续自动控制连铸要求的一定钢液静压力和连续稳定的钢液流量。

本发明的目的是把钢液的真空处理与连续铸锭结合成一体。把两道工序合为一道工序。同时取得双方的优点和效益，并全面解决上述各自的缺点。不但提高了真空处理的脱气效率，而且全面提高了连铸的钢锭质量。

本发明的主要内容是连续钢液脱气装置。其方法是：通过在真空室中保持一个较稳定的真空度，在吸液管与续液管中分别保持一个相应的钢液柱高度。此时，利用升降台控制中间罐中钢液面的高度（Ⅲ面）与在吸液管中钢液柱的位移，从而调节连续流经真空室的钢液流量，以保持续液管钢液面（Ⅰ或Ⅱ面）的连续稳定的高度。这种调节，即可以通过手动控制升降台来保持续液管可见钢液面（Ⅰ面）的连续稳定高度;又可以通过续液管中钢液面控制器与升降台液压可控油泵联锁，自动控制续液管中不可见钢液面（Ⅱ面）的连续稳定高度。

本发明是在真空室中连续流动的钢液表面进行真空处理、所以钢液的脱气效率很高。

本发明是利用流态金属密封的方法，解决了超高真空系统的连续动态密封问题。

根据上述方法，研究出能用于钢液连铸的真空水平连续铸锭机。它是由连续钢液脱气装置与水平连续铸锭机两部份组成。这两部份，即可合为一体，又可分开单独使用。

下面结合附图，对本发明的真空水平连续铸锭机予以详细描述：

升降台（1）采用液压升降机构，用来承受中间罐（2）。中间罐（2）主要用来储存钢液，并可加盖保温和均匀成份，同时可作测温取样等操作。吸液管（3）被用来把钢液连续抽吸到真空室（4）中进行真空脱气，脱气过程首先是在吸液管中钢液柱上表面（Ⅵ面）进行，但主要还是在连续流径真空室宽而平的钢液流道时，在连续流动的钢液表面进行彻底地，高效率地连续钢液脱气、真空室（4）用于钢液真空脱气，并装有定值真空计和观察孔。为了保持一个较稳定的真空度，要选用定值控制的真空计。为了真空室（4）达到较高的真空度，真空泵机组（6）选用多级蒸汽喷射泵机组。

续液管（8）与二次浮渣室（10）可以合为一体。续液管（8）与吸液管（3）构成了虹吸钢液的管路，用于输出真空处理后的钢液。根据伯努里方程计算可知：当真空室（4）中保持一个较稳定的真空度为0.5～1.0托时，则在吸液管（3）与续液管（8）中可抽吸起钢液柱的高度约为1.47米。为了使钢液从吸液管（3）流向续液管（8），则必须使吸液管（3）中钢液柱高度（h）小于续液管（8）中钢液柱高度（H），即H＞h。由于这两个管中钢液柱的压力差（△h＝H-h）的作用，就使得钢液从吸液管（3）经过真空室（4）连续不断地流向续液管（8）中，而这个压差值△h的大小就定量地控制着抽吸钢液连续流量的大小。这就是虹吸原理。在本发明的连续钢液脱气装置中，这两个管中的钢液柱，同时也作为流体金属密封的方法，从而解决了超高真空系统连续动态密封的复杂问题。

本发明的装置，为了保证连铸要求的一定钢液静压力，就必须保持续液管（8）中钢液面（Ⅰ或Ⅱ面）的连续稳定的高度。这是利用升降台（1）控制中间罐（2）中钢液面（Ⅲ面）的高度与抽吸钢液的流量来达到的。这即可用手动控制升降台（1）来调节二次浮渣室（10）中可见钢液面（Ⅰ面）的连续稳定高度，又可用自动控制续液管（8）中不可见钢液面（Ⅱ面）的连续稳定高度。本发明装置是在续液管（8）的上部钢液面（Ⅱ面）处，选用一种钢液面控制器（7）与升降台的液压可控油泵（12）联锁来自动控制的。如：当拉坯速度变快，使续液管（8）中钢液柱下降而低于控制高度时，则钢液面控制器（7）自动控制液压可控油泵（12）使升降台（1）上升，以增加压差值△h与抽吸钢液的流量;反之，当拉坯速度变慢，使续液管（8）中钢液柱上升而高于控制高度时，则钢液面控制器（7）自动控制液压可控油泵（12）使升降台（1）下降，以减少压差值△h与抽吸钢液的流量。如此当拉坯速度变化时即可自动控制续液管（8）中钢液面连续稳定的高度。同理，如当向中间罐兑入或抽出钢液时，当大气压或真空度变化时;当钢液动能或阻力损失变化时等等，均可以此达到自动控制续液管（8）中钢液面连续稳定的高度。

本发明的装置为便于更换，真空系统的吸液管（3）真空室（4）与续液管（8）均为法兰密封联接的单体结构件，其外壳最好选用耐热不锈钢加筋结构，内衬选用高镁或高铝质耐火材料及保温材料所构成。

二次浮渣室（10）有深而窄的钢液流道，可以去除钢液中因冲刷等产生的二次浮渣，进一步提高钢质量。本发明装置的二次浮渣室（10）设有可以打开的密封上盖（9），故可采用兑入钢液密封的起动方式，亦可分开连续钢液脱气装置与水平连铸机，以便单独使用。更主要作用是可以自由添加合金剂，进行连续合金化操作。

本发明的优点是：

1、减少了生产工序，提高了生产效率。

2、同时取得了钢液的真空处理及连续铸锭的双重优点与效益。

3、从根本上消除了真空处理和连续铸锭的钢液二次污染问题。

4、由于是对连续流动的钢液表面进行真空处理，所以钢液的静压力小，流动搅拌均匀，形成气泡核多，要求真空度低和脱气效率高。并全面提高了连铸钢坯的质量。

5、在二次浮渣室可以进行连续合金化操作。从而把钢液的连续脱气、搅拌与合金化结合起来了。如果在吸液管或续液管外壁安装电感加热器，则可取代真空感应炉炼钢。

6、由于是对连续抽吸的钢液进行一次性真空处理，因此解决了钢渣阻碍真空处理及氧化铁还原引起钢液回磷的问题。

7、对现有连铸机欲实施本发明时，只要加上一个连续钢液脱气装置即可。原有设备可继续使用，这对一般连铸机的工艺与设备没有影响。

本发明的实施操作程序为：

1、启动前的准备：

①、检查设备是否正常。

②、自二次浮渣室（10）、续液管（8）、真空室（4）、吸液管（3）至中间罐（2）进行烘烤耐火内衬。

③、封堵倾泄水口（11）和二次浮渣室上盖（9）。（若采用兑入钢液密封的启动方式，则可开盖。）。

④、对接水口脱开环（13）与结晶器（14）。并用拉坯机（15）的引锭封堵脱开环（13）水口。

2、启动：

兑入中间罐（2）钢液，起动真空泵机组（6），把钢液迅速抽吸到续液管（8）和二次浮渣室（10）中来。当钢液面达到续液管中钢液面控制器（7）的高度时，由于控制器（7）与拉坯机（15）联锁，则自动开始拉坯操作：与此同时，由于控制器（7）与升降台的液压可控油泵（12）联锁，则自动调节中间罐（2）中钢液面的高度及抽吸钢液的流量。以保持续液管（8）中钢液面的连续稳定的高度。此时，本发明的装置已经稳定运行了。

若打开二次浮渣室上盖（9），则可自由添加合金剂，进行连续合金化操作。

3、停车操作：

①视二次浮渣室的钢液面，而逐渐关停真空泵机组（6）或者逐渐打开泄气伐（5）。

②、当二次浮渣室（10）的钢液被拉坯完了时，停车。

③、打开倾泄水口（11），放净残余钢液与浮渣。

附图说明

（1）升降台    （2）中间罐

（3）吸液管    （4）真空室

（5）泄气伐    （6）真空泵机组

（7）钢液面控制器    （8）续液管

（9）二次浮渣室上盖    （10）二次浮渣室

（11）倾泄水口    （12）液压可控油泵

（13）脱开环    （14）结晶器

（15）拉坯机    （16）同步切割机

Claims (6)

1、一种用于钢液连铸的真空水平连续铸锭机，其特征在于在真空室中保持一个较稳定的真空度时，则在吸液管与续液管中分别保持一个相应的钢液柱高度。此时，利用升降台控制中间罐中钢液面的高度与吸液管中钢液柱的位移。造成吸液管中钢液柱高度(h)小于续液管中钢液柱高度(H)，即：H＞h。由于这两个管中钢液柱的压力差(Δh=H-h)的作用，就使钢水从吸液管经过真空室连续流向续液管，而这个压差值Δh的大小就定量地控制着连续抽吸钢液流量的大小就是利用这种虹吸原理，连续控制着流经真空室的钢液流量。

2、根据权力要求1所述的真空水平连续铸锭机，其特征在于连续钢液脱气装置由液压可控油泵、升降台、中间罐、吸液管、真空室、续液管、钢液面控制器、二次浮渣室、倾泄水口、泄气伐和真空泵机组组成。

3、根据权利要求2所述的连续钢液脱气装置，其特征在于钢液面控制器与升降台的液压可控油泵联锁，自动调节中间罐中钢液面的高度与抽吸钢液的流量，以保持续液管中钢液面的连续稳定的高度。

4、根据权利要求2所述的连续钢液脱气装置，其特征在于真空系统的吸液管、真空室与续液管均为法兰密封联接的单体结构件，其外壳用耐热不锈钢加筋结构，内衬用高镁与高铝质耐火材料构成。

5、根据权利要求2所述的连续钢液脱气装置，其特征在于二次浮渣室有一个可以打开的密封上盖。

6、根据权利要求1所述的真空水平连续铸定机，其特征在于该机由连续钢液脱气装置与水平连续铸锭机两部份组成。

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