本發(fā)明涉及一種連鑄坯火焰切割割瘤的在線清理裝置及方法，屬于連鑄坯精整設(shè)備及方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

連鑄坯使用火焰切割定尺時(shí)，液態(tài)的鋼水會粘貼在連鑄坯切口下沿，在兩個(gè)切割斷面下沿形成割瘤。對特殊鋼連鑄坯，尤其是大斷面的含ni合金鋼連鑄坯，由于鋼種特性的原因，液態(tài)鋼水流動性差，割瘤會很大，可達(dá)到5~10mm高，10~30mm寬。

由于割瘤的存在，其冷卻后會牢固粘貼在鋼坯端部的下沿及下表面，后續(xù)軋鋼工序軋制時(shí)，割瘤的冷卻速度相對鋼坯基體要快很多，硬度增大，軋機(jī)咬入時(shí)，經(jīng)常會硌傷軋槽表面，或者掉落后粘到軋槽上，隨軋機(jī)軋輥的轉(zhuǎn)動再次軋入連鑄坯表面，然后在經(jīng)過數(shù)道次軋制延伸，成為鋼材成品后，在鋼材表面會形成長條狀缺陷，不能滿足產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。所以連鑄坯割瘤的存在極大增加了連鑄坯軋制時(shí)對軋件表面造成損傷的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，即使割瘤沒有硌傷軋槽或者粘槽，割瘤也會壓入鋼材的頭部并延長形成結(jié)疤，有結(jié)疤缺陷的頭部需要全部切除，就必須增加切頭長度，導(dǎo)致成材率下降。因此，為了生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品，連鑄坯的割瘤在軋制之前必須進(jìn)行清理去除。

目前，鋼鐵行業(yè)連鑄坯割瘤的清理一般采用在冷狀態(tài)下機(jī)械清理和高溫狀態(tài)下氮?dú)獯祾邇煞N方式。冷狀態(tài)下的清理一般采用扁鏟人工清理、風(fēng)鏟清理、帶動力的機(jī)械設(shè)備清理等方式，這些方式在冷狀態(tài)進(jìn)行，需要專用工序和場地，需要對連鑄坯進(jìn)行翻面轉(zhuǎn)頭，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本高。另一種是吹掃方式，在連鑄坯出坯時(shí)在線采用高壓氮?dú)獯祾?，此種方式簡單方便，成本低，效率高，但實(shí)際使用效果不佳，其只能實(shí)現(xiàn)部分清除，很難兩個(gè)切割端面都清理干凈，不能滿足需要。

迄今為止，對于連鑄坯割瘤的清理一直沿用上述傳統(tǒng)方法，不但效率低，而且清理不干凈，導(dǎo)致連鑄坯進(jìn)入軋制工序后影響產(chǎn)品的質(zhì)量，成為制約生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的難題，亟待加以解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種連鑄坯割瘤在線清理裝置及方法，這種裝置和方法可以在連鑄機(jī)生產(chǎn)連鑄坯時(shí)，低成本、高效率地在線清理連鑄坯割瘤。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種連鑄坯割瘤在線清理裝置，它包括高壓氮?dú)獯祾卟糠趾蜋C(jī)械清理部分，高壓氮?dú)獯祾卟糠钟筛邏捍祾吖?、吹嘴組成，高壓吹掃管的上端與高壓氮?dú)夤苈废噙B接，高壓吹掃管的下端連接吹嘴，吹嘴位于連鑄坯的下方，吹嘴的噴口朝向連鑄坯前移的方向，吹嘴的噴口與連鑄坯下端邊緣相對；機(jī)械清理部分由壓下導(dǎo)輪、壓下臂、轉(zhuǎn)動軸、調(diào)節(jié)螺桿、彈簧、鎖緊調(diào)節(jié)螺母、擺動切割臂、杠桿軸、切割刀組成，壓下臂位于切割后的定尺連鑄坯的出坯輥道下方，壓下臂的前端安裝壓下導(dǎo)輪，壓下導(dǎo)輪的上部高出出坯輥道的上表面，壓下臂的后端由轉(zhuǎn)動軸固定在出坯輥道下方的機(jī)架上，壓下臂與轉(zhuǎn)動軸為轉(zhuǎn)動配合，調(diào)節(jié)螺桿的上端與壓下臂的中部由轉(zhuǎn)軸相連接，調(diào)節(jié)螺桿垂直向下，彈簧套在調(diào)節(jié)螺桿上，調(diào)節(jié)螺桿的下端穿過擺動切割臂的前端，鎖緊調(diào)節(jié)螺母在擺動切割臂下方與調(diào)節(jié)螺桿相連接，擺動切割臂的中部通過杠桿軸與出坯輥道機(jī)架為可轉(zhuǎn)動連接，擺動切割臂的后端向上與出坯輥道相對，切割刀安裝在擺動切割臂的上頂面，切割刀與定尺連鑄坯下表面相對。

上述連鑄坯割瘤在線清理裝置，所述高壓吹掃管中部有彎折，彎折繞過連鑄坯將高壓吹掃管延伸到連鑄坯下面，高壓吹掃管前端連接的吹嘴為扁平的梯形吹嘴，吹嘴位于連鑄坯切口后方，距離連鑄坯下表面5~10mm，距離連鑄坯切口50~100mm，吹嘴的吹掃方向朝向順連鑄坯出坯方向，高壓吹掃管的氮?dú)鈮毫?.4~0.8mpa。

上述連鑄坯割瘤在線清理裝置，所述機(jī)械清理部分在沒有連鑄坯通過出坯輥道時(shí)，壓下臂的壓下導(dǎo)輪高于出坯輥道上表面30~60mm，擺動切割臂的切割刀上頂面低于出坯輥道上表面20~40mm。

上述連鑄坯割瘤在線清理裝置，所述切割刀為長方形刀片，切割刀的長邊與定尺連鑄坯的移動方向垂直，切割刀的一個(gè)長邊和兩個(gè)短邊相垂直，另一個(gè)長邊為切割刃口，切割刃口為斜邊，切割刃口與定尺連鑄坯的垂直方向之間的傾斜角度為15-30度，切割刀的切割刃口平面與端面之間的刃口角度為60-90度，切割刀安裝時(shí)，切割刀上平面與定尺連鑄坯下表面之間的角度為5-10度，切割刀的寬度大于定尺連鑄坯寬度50-100mm。

一種使用上述連鑄坯割瘤在線清理裝置的方法，它采用以下步驟進(jìn)行：

a．調(diào)節(jié)連鑄坯火焰切割機(jī)的切割燃?xì)鈮毫Φ?.03~0.04mpa、預(yù)熱氧氣壓力為0.2~0.3mpa、切割氧氣壓力為0.7～1mpa，調(diào)節(jié)切割槍的割嘴，使其到連鑄坯頂面的距離為45~60mm，連鑄坯由連鑄機(jī)經(jīng)拉矯機(jī)拉出，當(dāng)定尺長度滿足要求時(shí)，火焰切割機(jī)自動啟動，切割槍由連鑄坯一側(cè)的側(cè)邊開始預(yù)熱，由上向下對連鑄坯進(jìn)行切割；

b．調(diào)整高壓吹掃管的吹嘴位于連鑄坯下表面之下、切口之后，吹嘴距離連鑄坯下表面5~10mm，距離連鑄坯切口50~100mm，吹嘴的吹掃方向朝向連鑄坯出坯方向，高壓吹掃管與氮?dú)夤苈废噙B接，氮?dú)夤苈分械牡獨(dú)鈮毫?.4~0.8mpa；

c．在切割槍對連鑄坯進(jìn)行切割的同時(shí)開啟高壓吹掃管的閥門，高壓吹掃管前端的吹嘴將連鑄坯切口后切割端面下沿的液態(tài)割渣吹掉；

d．連鑄坯切割完畢，火焰切割機(jī)自動關(guān)閉切割氧氣，同時(shí)關(guān)閉高壓吹掃管的氮?dú)忾y門，切割小車回到原始初始位；

e．切割完畢的符合長度要求的定尺連鑄坯加速向前輸送，切割后的定尺連鑄坯向前進(jìn)入割瘤機(jī)械清理部分的上方；

f．當(dāng)定尺連鑄坯頭部接觸到機(jī)械清理部分的壓下導(dǎo)輪時(shí)，定尺連鑄坯將壓下導(dǎo)輪向下壓下，由于杠桿作用，通過彈簧緩沖，擺動切割臂的后端繞杠桿軸向上頂起，安裝在擺動切割臂端部的切割刀的刀頭緊緊貼到定尺連鑄坯的下表面上，定尺連鑄坯在出坯輥道上向前推動的同時(shí)，切割刀的斜置刀頭將切割斷面下沿的割瘤從切割刀刀頭先接觸的一側(cè)開始，漸次將割瘤鏟掉；

g．定尺連鑄坯的尾部通過機(jī)械清理部分的壓下導(dǎo)輪后，壓下導(dǎo)輪抬起超過出坯輥道上表面，相應(yīng)的擺動切割臂后端的切割刀刀頭落下低于出坯輥道上表面，機(jī)械清理部分回到初始位置，等待清理下一支定尺連鑄坯。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用高壓氮?dú)獯祾吆蜋C(jī)械清理結(jié)合，高壓氮?dú)獯祾卟糠趾蜋C(jī)械清理部分分別對連鑄坯的前端割瘤和后端割瘤進(jìn)行清除，清除過程采取在線邊切割邊清理方式，不改變連鑄生產(chǎn)的工藝路線，不會對連鑄坯的生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響，在連鑄坯切割生產(chǎn)的同時(shí)快速有效地對連鑄坯兩切割端面的割瘤完成清理，效率高，切割干凈徹底，清理干凈度達(dá)到100%。

采用本發(fā)明后，避免了割瘤在鋼材頭部形成結(jié)疤，軋鋼鋼材的切頭可以減少50%以上，同時(shí)連鑄坯割瘤不再需要離線清理，清理成本可以降低50%以上。切割后的連鑄坯可以防止連鑄坯割瘤軋制時(shí)粘槽，減少割瘤在鋼材表面壓入機(jī)率，大大降低了表面質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，由于割瘤造成的鋼材表面探傷不合格品可以降低80%以上。

本發(fā)明是連鑄坯清理工藝的創(chuàng)新，解決了長期沒有得到徹底解決的連鑄坯割瘤對連鑄坯軋制質(zhì)量影響的問題，提高了連鑄坯切割的質(zhì)量，降低了清除連鑄坯割瘤的成本，保證了高品質(zhì)軋制產(chǎn)品的質(zhì)量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的連鑄坯割瘤在線清理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是高壓氮?dú)獯祾卟糠值氖褂脿顟B(tài)示意圖；

圖3是機(jī)械清理部分的切割刀使用狀態(tài)示意圖；

圖4是圖3的仰視圖。

圖中標(biāo)記如下：連鑄坯1、出坯輥道2、連鑄坯夾板3、火焰切割機(jī)4、切割槍5、割瘤6、高壓吹掃管7、吹嘴8、壓下導(dǎo)輪9、壓下臂10、轉(zhuǎn)動軸11、調(diào)節(jié)螺桿12、彈簧13、鎖緊調(diào)節(jié)螺母14、擺動切割臂15、杠桿軸16、切割刀17、定尺連鑄坯18。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的連鑄坯割瘤在線清理裝置包括高壓氮?dú)獯祾卟糠趾蜋C(jī)械清理部分兩部分。高壓氮?dú)獯祾卟糠趾蜋C(jī)械清理部分分別對連鑄坯的前端割瘤和后端割瘤進(jìn)行清除，清除過程采取在線邊切割邊清理方式。

圖1顯示，連鑄坯1位于出坯輥道2上方，連鑄坯夾板3從連鑄坯1的兩側(cè)夾緊連鑄坯1，火焰切割機(jī)4在連鑄坯1的上方，火焰切割機(jī)4的切割槍5垂直向下對連鑄坯1進(jìn)行切割。

圖1、2顯示，高壓氮?dú)獯祾卟糠钟筛邏捍祾吖?、吹嘴8組成。高壓吹掃管7的上端與高壓氮?dú)夤苈废噙B接，高壓吹掃管7的中部有彎折，彎折繞過連鑄坯1將高壓吹掃管7延伸到連鑄坯1下面，高壓吹掃管7下端連接吹嘴8，吹嘴8位于連鑄坯1的切口后方，吹嘴8的噴口朝向連鑄坯1前移的方向，吹嘴8的噴口與連鑄坯1下端邊緣相對，吹嘴8將連鑄坯1切口后切割端面下沿的液態(tài)割渣吹掉。

圖1、2顯示，吹嘴8為扁平的梯形吹嘴，吹嘴8距離連鑄坯1下表面5~10mm，距離連鑄坯1切口50~100mm，吹嘴8的吹掃方向朝向順連鑄坯1出坯方向，高壓吹掃管7的氮?dú)鈮毫?.4~0.8mpa。

機(jī)械清理部分由壓下導(dǎo)輪9、壓下臂10、轉(zhuǎn)動軸11、調(diào)節(jié)螺桿12、彈簧13、鎖緊調(diào)節(jié)螺母14、擺動切割臂15、杠桿軸16、切割刀17組成。

圖1顯示，壓下臂10位于切割后的定尺連鑄坯18的出坯輥道2下方，壓下臂10的前端安裝壓下導(dǎo)輪9，壓下導(dǎo)輪9的上部高出出坯輥道2的上表面，壓下臂10的后端由轉(zhuǎn)動軸11固定在出坯輥道2下方的機(jī)架上，壓下臂10與轉(zhuǎn)動軸11為轉(zhuǎn)動配合。

圖1顯示，調(diào)節(jié)螺桿12的上端與壓下臂10的中部由轉(zhuǎn)軸相連接，調(diào)節(jié)螺桿12垂直向下，彈簧13套在調(diào)節(jié)螺桿12上，調(diào)節(jié)螺桿12的下端穿過擺動切割臂15的前端，鎖緊調(diào)節(jié)螺母14在擺動切割臂15下方與調(diào)節(jié)螺桿12相連接。

圖1顯示，擺動切割臂15的中部通過杠桿軸16與出坯輥道2機(jī)架為可轉(zhuǎn)動連接，擺動切割臂15的后端向上與出坯輥道2相對，切割刀17安裝在擺動切割臂15的上頂面，切割刀17與定尺連鑄坯18下表面相對。

在工作過程中，定尺連鑄坯18向下壓下壓下導(dǎo)輪9，壓下導(dǎo)輪9帶動壓下臂10繞轉(zhuǎn)動軸11向下轉(zhuǎn)動，壓下臂10中部向下壓調(diào)節(jié)螺桿12，調(diào)節(jié)螺桿12帶動擺動切割臂15的連接端向下移動，擺動切割臂15的另一端通過杠桿軸16向上移動，安裝在擺動切割臂15上端的切割刀17向上對定尺連鑄坯18底面上的割瘤6進(jìn)行切割。

圖1顯示，在沒有定尺連鑄坯18通過出坯輥道2時(shí)，壓下臂10的壓下導(dǎo)輪9高于出坯輥道2上表面30~60mm，擺動切割臂15的切割刀17上頂面低于出坯輥道2上表面20~40mm。

圖3、4顯示，切割刀17為長方形刀片，切割刀17的長邊與定尺連鑄坯18的移動方向垂直，切割刀17的一個(gè)長邊和兩個(gè)短邊相垂直，另一個(gè)長邊為切割刃口，，切割刀的寬度大于定尺連鑄坯寬度50-100mm。

圖3、4顯示，切割刃口為斜邊，切割刃口與定尺連鑄坯18的垂直方向之間的傾斜角度α為15-30度，切割刀17的切割刃口平面與端面之間的刃口角度β為60-90度。

圖3、4顯示，切割刀17安裝時(shí)，切割刀17上平面與定尺連鑄坯18下表面之間的角度γ為5-10度。

本發(fā)明的連鑄坯割瘤在線清理裝置的方法采用以下步驟進(jìn)行：

a．調(diào)節(jié)連鑄坯火焰切割機(jī)4的切割燃?xì)鈮毫Φ?.03~0.04mpa、預(yù)熱氧氣壓力為0.2~0.3mpa、切割氧氣壓力為0.7～1mpa，調(diào)節(jié)切割槍5的割嘴，使其到連鑄坯1頂面的距離為45~60mm，連鑄坯1由連鑄機(jī)經(jīng)拉矯機(jī)拉出，當(dāng)定尺長度滿足要求時(shí)，火焰切割機(jī)4自動啟動，切割槍5由連鑄坯1一側(cè)的側(cè)邊開始預(yù)熱，由上向下對連鑄坯1進(jìn)行切割。

b．調(diào)整高壓吹掃管7的吹嘴8位于連鑄坯1下表面之下、切口之后，吹嘴8距離連鑄坯1下表面5~10mm，距離連鑄坯切口50~100mm，吹嘴8的吹掃方向朝向連鑄坯1出坯方向，高壓吹掃管7與氮?dú)夤苈废噙B接，氮?dú)夤苈分械牡獨(dú)鈮毫?.4~0.8mpa。

c．在切割槍5對連鑄坯1進(jìn)行切割的同時(shí)開啟高壓吹掃管7的閥門，高壓吹掃管7前端的吹嘴8將連鑄坯切口后切割端面下沿的液態(tài)割渣吹掉。

d．連鑄坯1切割完畢，火焰切割機(jī)4自動關(guān)閉切割氧氣，同時(shí)關(guān)閉高壓吹掃管7的氮?dú)忾y門，切割小車回到原始初始位。

e．此時(shí)，切口后端面下沿的割瘤6已經(jīng)吹掃干凈，極少殘留，但切口前端面下沿仍會有割瘤6殘留。切割完畢的符合長度要求的定尺連鑄坯18加速向前輸送，和連鑄機(jī)上的連鑄坯1本體分離，切割后的定尺連鑄坯18向前進(jìn)入割瘤機(jī)械清理部分的上方。

f．當(dāng)定尺連鑄坯18頭部接觸到機(jī)械清理部分的壓下導(dǎo)輪9時(shí)，定尺連鑄坯18將壓下導(dǎo)輪9向下壓下，由于杠桿作用，通過彈簧13緩沖，擺動切割臂15的后端繞杠桿軸16向上頂起，安裝在擺動切割臂15端部的切割刀17的刀頭緊緊貼到定尺連鑄坯18的下表面上，定尺連鑄坯18在出坯輥道2上向前推動的同時(shí)，切割刀17的斜置刀頭將切割斷面下沿的割瘤6從切割刀17刀頭先接觸的一側(cè)開始，漸次將割瘤6鏟掉。

g．定尺連鑄坯18的尾部通過機(jī)械清理部分的壓下導(dǎo)輪9后，壓下導(dǎo)輪9抬起超過出坯輥道2上表面，相應(yīng)的擺動切割臂15后端的切割刀17刀頭落下低于出坯輥道2上表面，機(jī)械清理部分回到初始位置，等待清理下一支定尺連鑄坯18。