專利名稱:真空水平連續(xù)鑄錠機(jī)的制作方法
本發(fā)明屬于煉鋼鋼液連鑄領(lǐng)域。
目前，鋼液的真空處理和連續(xù)鑄錠是分兩道工序操作的。這就造成了設(shè)備多、占地大、操作繁瑣、降溫多和效率低等一系列缺點(diǎn)。尤其造成了它們都存在著鋼液二次污染的嚴(yán)重問(wèn)題，大大降低了鋼的質(zhì)量。
自五十年代以來(lái)，由于鋼液連鑄的顯著經(jīng)濟(jì)效益而被普遍重視。但是，鋼液的二次氧化、合金化及氣泡、夾雜、偏析等連鑄鋼錠的質(zhì)量問(wèn)題，至今仍然是連鑄技術(shù)發(fā)展的主要問(wèn)題。
鋼液的真空處理是全面提高鋼質(zhì)量的重要方法。至今雖然方法很多，但沒(méi)有一次連續(xù)性的，而且也存在著鋼液的靜壓力較大，攪拌不均勻、要求真空度高和脫氣效率低等缺點(diǎn)，甚至還存在著鋼渣阻礙真空處理及氧化鐵還原造成鋼液回磷問(wèn)題。另外也沒(méi)有把鋼液連續(xù)脫氣、攪拌與合金化結(jié)合起來(lái)。更因?yàn)榕c連鑄分為兩道工序、所以也存在著鋼液二次氧化問(wèn)題。
專利CA915381是水平式連鑄機(jī)，可以脫氣，但是脫氣效率較低，無(wú)法合金化和去除二次浮渣。也很難連續(xù)自動(dòng)控制連鑄要求的一定鋼液靜壓力和連續(xù)穩(wěn)定的鋼液流量。
本發(fā)明的目的是把鋼液的真空處理與連續(xù)鑄錠結(jié)合成一體。把兩道工序合為一道工序。同時(shí)取得雙方的優(yōu)點(diǎn)和效益，并全面解決上述各自的缺點(diǎn)。不但提高了真空處理的脫氣效率，而且全面提高了連鑄的鋼錠質(zhì)量。
本發(fā)明的主要內(nèi)容是連續(xù)鋼液脫氣裝置。其方法是通過(guò)在真空室中保持一個(gè)較穩(wěn)定的真空度，在吸液管與續(xù)液管中分別保持一個(gè)相應(yīng)的鋼液柱高度。此時(shí)，利用升降臺(tái)控制中間罐中鋼液面的高度(Ⅲ面)與在吸液管中鋼液柱的位移，從而調(diào)節(jié)連續(xù)流經(jīng)真空室的鋼液流量，以保持續(xù)液管鋼液面(Ⅰ或Ⅱ面)的連續(xù)穩(wěn)定的高度。這種調(diào)節(jié)，即可以通過(guò)手動(dòng)控制升降臺(tái)來(lái)保持續(xù)液管可見(jiàn)鋼液面(Ⅰ面)的連續(xù)穩(wěn)定高度;又可以通過(guò)續(xù)液管中鋼液面控制器與升降臺(tái)液壓可控油泵聯(lián)鎖，自動(dòng)控制續(xù)液管中不可見(jiàn)鋼液面(Ⅱ面)的連續(xù)穩(wěn)定高度。
本發(fā)明是在真空室中連續(xù)流動(dòng)的鋼液表面進(jìn)行真空處理、所以鋼液的脫氣效率很高。
本發(fā)明是利用流態(tài)金屬密封的方法，解決了超高真空系統(tǒng)的連續(xù)動(dòng)態(tài)密封問(wèn)題。
根據(jù)上述方法，研究出能用于鋼液連鑄的真空水平連續(xù)鑄錠機(jī)。它是由連續(xù)鋼液脫氣裝置與水平連續(xù)鑄錠機(jī)兩部份組成。這兩部份，即可合為一體，又可分開(kāi)單獨(dú)使用。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的真空水平連續(xù)鑄錠機(jī)予以詳細(xì)描述升降臺(tái)(1)采用液壓升降機(jī)構(gòu)，用來(lái)承受中間罐(2)。中間罐(2)主要用來(lái)儲(chǔ)存鋼液，并可加蓋保溫和均勻成份，同時(shí)可作測(cè)溫取樣等操作。吸液管(3)被用來(lái)把鋼液連續(xù)抽吸到真空室(4)中進(jìn)行真空脫氣，脫氣過(guò)程首先是在吸液管中鋼液柱上表面(Ⅵ面)進(jìn)行，但主要還是在連續(xù)流徑真空室寬而平的鋼液流道時(shí)，在連續(xù)流動(dòng)的鋼液表面進(jìn)行徹底地，高效率地連續(xù)鋼液脫氣、真空室(4)用于鋼液真空脫氣，并裝有定值真空計(jì)和觀察孔。為了保持一個(gè)較穩(wěn)定的真空度，要選用定值控制的真空計(jì)。為了真空室(4)達(dá)到較高的真空度，真空泵機(jī)組(6)選用多級(jí)蒸汽噴射泵機(jī)組。
續(xù)液管(8)與二次浮渣室(10)可以合為一體。續(xù)液管(8)與吸液管(3)構(gòu)成了虹吸鋼液的管路，用于輸出真空處理后的鋼液。根據(jù)伯努里方程計(jì)算可知當(dāng)真空室(4)中保持一個(gè)較穩(wěn)定的真空度為0.5～1.0托時(shí)，則在吸液管(3)與續(xù)液管(8)中可抽吸起鋼液柱的高度約為1.47米。為了使鋼液從吸液管(3)流向續(xù)液管(8)，則必須使吸液管(3)中鋼液柱高度(h)小于續(xù)液管(8)中鋼液柱高度(H)，即H＞h。由于這兩個(gè)管中鋼液柱的壓力差(△h＝H-h)的作用，就使得鋼液從吸液管(3)經(jīng)過(guò)真空室(4)連續(xù)不斷地流向續(xù)液管(8)中，而這個(gè)壓差值△h的大小就定量地控制著抽吸鋼液連續(xù)流量的大小。這就是虹吸原理。在本發(fā)明的連續(xù)鋼液脫氣裝置中，這兩個(gè)管中的鋼液柱，同時(shí)也作為流體金屬密封的方法，從而解決了超高真空系統(tǒng)連續(xù)動(dòng)態(tài)密封的復(fù)雜問(wèn)題。
本發(fā)明的裝置，為了保證連鑄要求的一定鋼液靜壓力，就必須保持續(xù)液管(8)中鋼液面(Ⅰ或Ⅱ面)的連續(xù)穩(wěn)定的高度。這是利用升降臺(tái)(1)控制中間罐(2)中鋼液面(Ⅲ面)的高度與抽吸鋼液的流量來(lái)達(dá)到的。這即可用手動(dòng)控制升降臺(tái)(1)來(lái)調(diào)節(jié)二次浮渣室(10)中可見(jiàn)鋼液面(Ⅰ面)的連續(xù)穩(wěn)定高度，又可用自動(dòng)控制續(xù)液管(8)中不可見(jiàn)鋼液面(Ⅱ面)的連續(xù)穩(wěn)定高度。本發(fā)明裝置是在續(xù)液管(8)的上部鋼液面(Ⅱ面)處，選用一種鋼液面控制器(7)與升降臺(tái)的液壓可控油泵(12)聯(lián)鎖來(lái)自動(dòng)控制的。如當(dāng)拉坯速度變快，使續(xù)液管(8)中鋼液柱下降而低于控制高度時(shí)，則鋼液面控制器(7)自動(dòng)控制液壓可控油泵(12)使升降臺(tái)(1)上升，以增加壓差值△h與抽吸鋼液的流量;反之，當(dāng)拉坯速度變慢，使續(xù)液管(8)中鋼液柱上升而高于控制高度時(shí)，則鋼液面控制器(7)自動(dòng)控制液壓可控油泵(12)使升降臺(tái)(1)下降，以減少壓差值△h與抽吸鋼液的流量。如此當(dāng)拉坯速度變化時(shí)即可自動(dòng)控制續(xù)液管(8)中鋼液面連續(xù)穩(wěn)定的高度。同理，如當(dāng)向中間罐兌入或抽出鋼液時(shí)，當(dāng)大氣壓或真空度變化時(shí);當(dāng)鋼液動(dòng)能或阻力損失變化時(shí)等等，均可以此達(dá)到自動(dòng)控制續(xù)液管(8)中鋼液面連續(xù)穩(wěn)定的高度。
本發(fā)明的裝置為便于更換，真空系統(tǒng)的吸液管(3)真空室(4)與續(xù)液管(8)均為法蘭密封聯(lián)接的單體結(jié)構(gòu)件，其外殼最好選用耐熱不銹鋼加筋結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯選用高鎂或高鋁質(zhì)耐火材料及保溫材料所構(gòu)成。
二次浮渣室(10)有深而窄的鋼液流道，可以去除鋼液中因沖刷等產(chǎn)生的二次浮渣，進(jìn)一步提高鋼質(zhì)量。本發(fā)明裝置的二次浮渣室(10)設(shè)有可以打開(kāi)的密封上蓋(9)，故可采用兌入鋼液密封的起動(dòng)方式，亦可分開(kāi)連續(xù)鋼液脫氣裝置與水平連鑄機(jī)，以便單獨(dú)使用。更主要作用是可以自由添加合金劑，進(jìn)行連續(xù)合金化操作。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、減少了生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)效率。
2、同時(shí)取得了鋼液的真空處理及連續(xù)鑄錠的雙重優(yōu)點(diǎn)與效益。
3、從根本上消除了真空處理和連續(xù)鑄錠的鋼液二次污染問(wèn)題。
4、由于是對(duì)連續(xù)流動(dòng)的鋼液表面進(jìn)行真空處理，所以鋼液的靜壓力小，流動(dòng)攪拌均勻，形成氣泡核多，要求真空度低和脫氣效率高。并全面提高了連鑄鋼坯的質(zhì)量。
5、在二次浮渣室可以進(jìn)行連續(xù)合金化操作。從而把鋼液的連續(xù)脫氣、攪拌與合金化結(jié)合起來(lái)了。如果在吸液管或續(xù)液管外壁安裝電感加熱器，則可取代真空感應(yīng)爐煉鋼。
6、由于是對(duì)連續(xù)抽吸的鋼液進(jìn)行一次性真空處理，因此解決了鋼渣阻礙真空處理及氧化鐵還原引起鋼液回磷的問(wèn)題。
7、對(duì)現(xiàn)有連鑄機(jī)欲實(shí)施本發(fā)明時(shí)，只要加上一個(gè)連續(xù)鋼液脫氣裝置即可。原有設(shè)備可繼續(xù)使用，這對(duì)一般連鑄機(jī)的工藝與設(shè)備沒(méi)有影響。
本發(fā)明的實(shí)施操作程序?yàn)?、啟動(dòng)前的準(zhǔn)備
①、檢查設(shè)備是否正常。
②、自二次浮渣室(10)、續(xù)液管(8)、真空室(4)、吸液管(3)至中間罐(2)進(jìn)行烘烤耐火內(nèi)襯。
③、封堵傾泄水口(11)和二次浮渣室上蓋(9)。(若采用兌入鋼液密封的啟動(dòng)方式，則可開(kāi)蓋。)。
④、對(duì)接水口脫開(kāi)環(huán)(13)與結(jié)晶器(14)。并用拉坯機(jī)(15)的引錠封堵脫開(kāi)環(huán)(13)水口。
2、啟動(dòng)兌入中間罐(2)鋼液，起動(dòng)真空泵機(jī)組(6)，把鋼液迅速抽吸到續(xù)液管(8)和二次浮渣室(10)中來(lái)。當(dāng)鋼液面達(dá)到續(xù)液管中鋼液面控制器(7)的高度時(shí)，由于控制器(7)與拉坯機(jī)(15)聯(lián)鎖，則自動(dòng)開(kāi)始拉坯操作與此同時(shí)，由于控制器(7)與升降臺(tái)的液壓可控油泵(12)聯(lián)鎖，則自動(dòng)調(diào)節(jié)中間罐(2)中鋼液面的高度及抽吸鋼液的流量。以保持續(xù)液管(8)中鋼液面的連續(xù)穩(wěn)定的高度。此時(shí)，本發(fā)明的裝置已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了。
若打開(kāi)二次浮渣室上蓋(9)，則可自由添加合金劑，進(jìn)行連續(xù)合金化操作。
3、停車(chē)操作①視二次浮渣室的鋼液面，而逐漸關(guān)停真空泵機(jī)組(6)或者逐漸打開(kāi)泄氣伐(5)。
②、當(dāng)二次浮渣室(10)的鋼液被拉坯完了時(shí)，停車(chē)。
③、打開(kāi)傾泄水口(11)，放凈殘余鋼液與浮渣。
(1)升降臺(tái) (2)中間罐(3)吸液管 (4)真空室(5)泄氣伐 (6)真空泵機(jī)組(7)鋼液面控制器 (8)續(xù)液管(9)二次浮渣室上蓋 (10)二次浮渣室(11)傾泄水口 (12)液壓可控油泵(13)脫開(kāi)環(huán) (14)結(jié)晶器(15)拉坯機(jī) (16)同步切割機(jī)
權(quán)利要求
1.一種用于鋼液連鑄的真空水平連續(xù)鑄錠機(jī)，其特征在于在真空室中保持一個(gè)較穩(wěn)定的真空度時(shí)，則在吸液管與續(xù)液管中分別保持一個(gè)相應(yīng)的鋼液柱高度。此時(shí)，利用升降臺(tái)控制中間罐中鋼液面的高度與吸液管中鋼液柱的位移。造成吸液管中鋼液柱高度(h)小于續(xù)液管中鋼液柱高度(H)，即H＞h。由于這兩個(gè)管中鋼液柱的壓力差(Δh=H-h)的作用，就使鋼水從吸液管經(jīng)過(guò)真空室連續(xù)流向續(xù)液管，而這個(gè)壓差值Δh的大小就定量地控制著連續(xù)抽吸鋼液流量的大小就是利用這種虹吸原理，連續(xù)控制著流經(jīng)真空室的鋼液流量。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的真空水平連續(xù)鑄錠機(jī)，其特征在于連續(xù)鋼液脫氣裝置由液壓可控油泵、升降臺(tái)、中間罐、吸液管、真空室、續(xù)液管、鋼液面控制器、二次浮渣室、傾泄水口、泄氣伐和真空泵機(jī)組組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的連續(xù)鋼液脫氣裝置，其特征在于鋼液面控制器與升降臺(tái)的液壓可控油泵聯(lián)鎖，自動(dòng)調(diào)節(jié)中間罐中鋼液面的高度與抽吸鋼液的流量，以保持續(xù)液管中鋼液面的連續(xù)穩(wěn)定的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的連續(xù)鋼液脫氣裝置，其特征在于真空系統(tǒng)的吸液管、真空室與續(xù)液管均為法蘭密封聯(lián)接的單體結(jié)構(gòu)件，其外殼用耐熱不銹鋼加筋結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯用高鎂與高鋁質(zhì)耐火材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的連續(xù)鋼液脫氣裝置，其特征在于二次浮渣室有一個(gè)可以打開(kāi)的密封上蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的真空水平連續(xù)鑄定機(jī)，其特征在于該機(jī)由連續(xù)鋼液脫氣裝置與水平連續(xù)鑄錠機(jī)兩部份組成。
專利摘要
本發(fā)明屬于鋼液連鑄領(lǐng)域。該機(jī)是連續(xù)鋼液脫氣裝置。其方法是利用虹吸原理，在真空室保持某個(gè)較穩(wěn)定的真空度時(shí)，通過(guò)升降臺(tái)控制中間罐內(nèi)鋼液面高度，造成吸液管中鋼液柱高度(h)小于續(xù)液管中鋼液柱高度(H)。由于兩個(gè)管中鋼液壓力差的作用，連續(xù)控制鋼液自吸液管經(jīng)真空室流向續(xù)液管的流量大小，既可手動(dòng)又可自動(dòng)控制續(xù)液管鋼液面連續(xù)穩(wěn)定的高度。在真空室中連續(xù)流動(dòng)的鋼液表面進(jìn)行高效率地連續(xù)脫氣。
文檔編號(hào)B22D11/10GK86103602SQ86103602
公開(kāi)日1987年12月9日 申請(qǐng)日期1985年5月24日
發(fā)明者孫偉義 申請(qǐng)人:冶金部鞍山熱能研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan