用于金屬的連鑄成型加工設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供用于金屬的連鑄成型加工設備，其包括：煉爐，用以調(diào)質后符合所需條件的液態(tài)金屬；中間包，其容納由煉爐調(diào)質的液態(tài)金屬；結晶器，用于接收來自中間包的液態(tài)金屬并將液態(tài)金屬冷凝成金屬坯；拉矯機，將結晶器中的金屬坯拉出并矯直；其特征在于還包括：剪切裝置，其直接設置在拉矯機的下游，用于將從拉矯機中出來的金屬坯剪斷；并且還包括：模鍛裝置或輥鍛裝置或穿孔裝置，其直接設置在剪切裝置的下游，用于對被剪斷的金屬坯直接進行模鍛或輥鍛使其成型為所需尺寸和形狀的產(chǎn)品，或者對所述坯件進行穿孔加工以形成無縫管件。
【專利說明】用于金屬的連鑄成型加工設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于金屬的連鑄成型加工設備，尤其涉及用于鋼材的連鑄成型加工設備。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的煉鋼廠在精煉之后基本上都采用了連續(xù)鑄錠工藝(連鑄工藝)。連鑄工藝是將精煉得到的液態(tài)鋼用連鑄機澆注、冷凝、切割而直接得到鋼坯的工藝。澆注時把裝有鋼水的盛鋼桶通過盛鋼桶運載裝置運送到連鑄機的上方，經(jīng)盛鋼桶底部的流鋼孔把鋼水注入到中間包內(nèi)，打開中間包塞棒(或滑動水口)后，鋼水流入到下口用引錠桿頭堵塞并能上下振動的結晶器中，鋼液沿結晶器周邊冷凝成坯殼，當結晶器下端出口處有一定厚度時，帶有液心并和引錠裝置連在一起的鋼坯在拉坯機驅動下，離開結晶器沿著由弧形排列的夾輥支撐下移。與此同時，鋼坯被二次冷卻裝置進一步冷卻并繼續(xù)凝固。當引錠裝置進入拉矯機后脫去引錠裝置，鋼坯在全部凝固或帶有液心狀態(tài)下被矯直。隨后在水平位置被切割成一定尺寸的鋼坯。
[0003]鋼坯是生產(chǎn)型鋼、板帶鋼和鋼管等成品軋材的半成品。
[0004]為了節(jié)約能源，提高生產(chǎn)效率從而為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益，目前有一些鋼廠已經(jīng)采用或希望采用直接熱裝熱軋工藝(DHCR, Direct Hot Charge Rolling),其是將鑄軋之間的板坯提交方式由批量提交轉變?yōu)椤皽柿魉€”式提交方式。采用了 DHCR工藝后，物流在煉鋼一連鑄一軋線間由液態(tài)鋼水變成固態(tài)板坯，再經(jīng)加熱軋制后變成固態(tài)鋼卷。
[0005]盡管一些鋼廠實現(xiàn)了 DHCR，但是對于需要采用模鍛或輥鍛加工的產(chǎn)品，目前仍然是首先通過連鑄工藝生產(chǎn)出鋼坯，之后將鋼坯件整批送到或者先入庫后再整批送到模鍛車間或輥鍛車間進行加工。這種工序就使得在將鋼坯件進行模鍛或輥鍛時還需要進行下料、加熱、制坯等工藝，也就是說，其需要在連鑄工藝之后對鋼坯件進行再次加熱，因此使得能耗增加，并且增加了運輸費用，而且使得生產(chǎn)周期變長，提高了工廠的生產(chǎn)成本。
[0006]另外，對于無縫鋼管的生產(chǎn)，目前的加工工藝一般是將管坯經(jīng)切割機切割，然后送入熔爐內(nèi)加熱，熔爐內(nèi)加熱溫度大約為1200攝氏度。管坯出爐后經(jīng)過壓力穿孔機進行穿空。穿孔后，管坯就先后被三輥斜軋、連軋或擠壓，擠壓后脫管定徑，定徑機通過錐形鉆頭高速旋轉入鋼坯打孔形成鋼管。
[0007]同樣，上述傳統(tǒng)的無縫鋼管的生產(chǎn)工藝就使得在將管坯進行穿孔之前還需要進行切割、加熱等工藝，也就是說，其需要在連鑄工藝之后對管坯進行切割并且需要再次加熱，因此使得能耗增加，并且增加了運輸費用，而且使得生產(chǎn)周期變長，提高了工廠的生產(chǎn)成本。
實用新型內(nèi)容
[0008]為了解決目前煉鋼廠(或煉鋁廠)和金屬零件加工(尤其是模鍛加工或輥鍛加工或無縫鋼管加工)[0009]本發(fā)明創(chuàng)造的一個目的是提供一種用于金屬的連鑄成型加工方法，其包括如下步驟:
[0010]i)通過煉爐調(diào)質符合所需條件的液態(tài)金屬并將液態(tài)金屬放入中間包中；
[0011]ii)利用結晶器接收來自中間包的液態(tài)金屬并將液態(tài)金屬冷凝成金屬坯；
[0012]iii)利用拉矯機將結晶器中的金屬坯拉出并矯直；
[0013]其特征在于包括以下步驟:
[0014]在金屬坯從拉矯機中出來后直接用剪切裝置將金屬坯剪切成所需尺寸的坯件，然后對所述坯件直接進行模鍛或輥鍛加工使所述坯件成型為所需尺寸和形狀的產(chǎn)品，或者對所述坯件進行穿孔加工以形成無縫管件。
[0015]根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的一個實施例，所述煉鋼(或鋁或者鋼或鋁的合金等)的步驟是通過精煉爐調(diào)質符合所需條件的液態(tài)金屬。
[0016]根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的另一個實施例，所述煉鋼(或鋁或者鋼或鋁的合金等)步驟包括冶煉、精煉二次步驟以調(diào)質符合所需條件的液態(tài)金屬。也就是說，先通過冶煉爐(例如高爐、轉爐等)對金屬進行粗煉，然后再通過精煉爐進行精煉配料調(diào)質使其達到所需的要求。
[0017]優(yōu)選地，本發(fā)明創(chuàng)造中所述的金屬是鋼、鐵或鋁、或鐵合金、或鋁合金、鋼管等。
[0018]優(yōu)選地，本發(fā)明創(chuàng)造的連鑄成型加工方法還包括對各個步驟的進行狀況和節(jié)奏進行實時監(jiān)控的監(jiān)控操作。這樣，就可以對生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的突發(fā)問題及時做出應對方案，調(diào)整生產(chǎn)計劃，保證生產(chǎn)順利進行。
[0019]根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的另一方面，提供一種用于金屬的連鑄成型加工設備，其包括:煉爐，用以調(diào)質符合所需條件的液態(tài)金屬；中間包，其容納由煉爐調(diào)質的液態(tài)金屬；結晶器，用于接收來自中間包的液態(tài)金屬并將液態(tài)金屬冷凝成金屬坯；拉矯機，將結晶器中的金屬坯拉出并矯直；其特征在于還包括:
[0020]剪切裝置，其直接設置在拉矯機的下游，用于將從拉矯機中出來的金屬坯剪切成所需尺寸的坯件；并且還包括:
[0021]模鍛裝置或輥鍛裝置或穿孔裝置，其直接設置在剪切裝置的下游，用于對被剪斷的金屬坯直接進行模鍛或輥鍛使其成型為所需尺寸和形狀的產(chǎn)品，或者對所述坯件進行穿孔加工以形成無縫管件。
[0022]根據(jù)本實用新型的所述煉爐是精煉爐。
[0023]根據(jù)本實用新型的所述煉爐同時包括冶煉爐和精煉爐二者合一。
[0024]優(yōu)選地，本發(fā)明創(chuàng)造的連鑄成型加工設備還包括對各個步驟的進行狀況和節(jié)奏進行實時監(jiān)控的監(jiān)控系統(tǒng)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的用于金屬的連鑄成型加工方法，由于在連鑄之后以流水線的方式將處于高溫的金屬坯剪斷成合適尺寸的坯件并直接對坯件進行模鍛加工或輥鍛加工而生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品，從而在模鍛和輥鍛之前不需要再對連鑄之后得到的坯料(方坯、棒坯或板坯等)進行再加熱和制坯的操作，因此降低了能耗。也不需要將連鑄得到的坯料再入庫或者運輸，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，因此很大程度地節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]本實用新型將參考所附的示意圖進行說明，其中，在所有附圖中，相同的附圖標記涉及相同的部分，且其中:
[0027]圖1是現(xiàn)有的例如用于棒材的連鑄成型設備的側視圖。
[0028]圖2是根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的用于金屬的連鑄成型加工方法的一個實施例的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的用于金屬的連鑄成型加工方法的一個實施例的流程圖。
[0030]圖2中的步驟SlO表示煉鋼步驟，其可以通過主要以廢鋼為原料的電弧爐煉鋼、中頻電爐等。也可以是高爐粗冶煉、精練。對于轉爐煉鋼，優(yōu)選對于從轉爐出來的鋼液進行二次冶金(也稱精煉)。也就是說，SlO的煉鋼步驟可以是指僅進行一次煉鋼步驟，也可以是包括冶煉和精煉的二次煉鋼步驟。
[0031]現(xiàn)有技術中，經(jīng)過煉鋼步驟SlO得到符合需要的液態(tài)鋼通常被運送到回轉臺，回轉臺轉動到澆注位置后將鋼水注入中間包中。中間包再由鋼水口將鋼水分配到各個結晶器中去。
[0032]圖2中的步驟S20是利用結晶器接收來自中間包的液態(tài)金屬并將液態(tài)金屬冷凝成金屬坯。圖1為現(xiàn)有的例如用于棒材的連鑄成型設備的側視圖，其中附圖標記I表示現(xiàn)有連鑄設備中的結晶器。根據(jù)所要加工(模鍛或輥鍛)的產(chǎn)品的形狀和尺寸特點可以選用合適的結晶器。也就是說，任何現(xiàn)有的結晶器，例如蒸發(fā)結晶器、冷卻結晶器等都可用于本發(fā)明創(chuàng)造的連鑄成型加工設備中。
[0033]圖2中的步驟S30是利用拉矯機將結晶器中的金屬坯拉出并矯直。圖1中的附圖標記2表示拉矯機。根據(jù)所要加工(模鍛或輥鍛)的產(chǎn)品的形狀和尺寸特點可以選用合適的拉矯機。也就是說，任何現(xiàn)有的拉矯機都可用于本發(fā)明創(chuàng)造的連鑄成型加工設備中。
[0034]圖2中的步驟S40是在金屬坯從拉矯機中出來后直接用剪切裝置將金屬坯剪切成所需尺寸的坯件。在本發(fā)明創(chuàng)造的步驟S40中需要使用熱剪切機，S卩，在高溫下將金屬坯剪切成所需尺寸的坯件。
[0035]圖2中的步驟S50是在將金屬坯剪切成金屬坯件后立即對所述坯件進行模鍛或輥鍛加工使其成型為所需尺寸和形狀的產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的另一實施例，金屬坯是管坯，在該實施例中，步驟S50是在將管坯剪切成管坯件后立即對管坯件進行穿孔加工以形成無縫管件的過程。
[0036]根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造，在連鑄之后以流水線的方式將處于高溫的金屬坯剪斷成合適尺寸的坯件并直接對坯件進行模鍛加工或輥鍛加工而生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品，或者是在將管坯剪切成管坯件后立即對管坯件進行穿孔加工以形成無縫管件。
[0037]因此，根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的連鑄成型加工方法是生產(chǎn)物流一體化的流水線作業(yè)。為了保證生產(chǎn)物流連續(xù)高效運作，需要使物流和信息流盡可能同步。因此最好根據(jù)每一個客戶訂單(所生產(chǎn)的產(chǎn)品)的具體要求，進行專門的物流設計，組織生產(chǎn)。
[0038]因此最好建立煉鋼一連鑄一剪切-模鍛(或輥鍛、或穿孔)一體化的計劃系統(tǒng)。在建立計劃系統(tǒng)時既要充分考慮煉鋼、連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏，還需要考慮剪切、模鍛或輥鍛或穿孔的生產(chǎn)節(jié)奏，通過生產(chǎn)管制將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息匯總共同管理，協(xié)調(diào)生產(chǎn)節(jié)奏，保證煉鋼一連鑄一剪切、模鍛(或輥鍛或穿孔)操作的無縫銜接。
[0039]另外，最好建立實時監(jiān)控作業(yè)進行狀況，對突發(fā)問題及時做出應對方案，調(diào)整生產(chǎn)計劃，保證生產(chǎn)順利進行。
[0040]本發(fā)明創(chuàng)造用于金屬的連鑄成型加工方法不僅限于鋼的連鑄成型加工方法，其也可以用于鋁制品、或者鐵合金制品或鋁合金制品的連鑄成型加工、已及鋼管的加工制作。
[0041]包含在上述說明或在附圖中示出的所有情形，應被僅僅解釋為示例性的而非限制性的，對于本發(fā)明創(chuàng)造的上述實施例進行的各種變化、變型、修改以及等價設置在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的主旨或范圍的情況下都在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種用于金屬的連鑄成型加工設備，包括: 煉爐，用以調(diào)質后符合所需條件的液態(tài)金屬； 中間包，其容納由煉爐調(diào)質的液態(tài)金屬； 結晶器，用于接收來自中間包的液態(tài)金屬并將液態(tài)金屬冷凝成金屬坯； 拉矯機，將結晶器中的金屬坯拉出并矯直； 其特征在于還包括: 剪切裝置，其直接設置在拉矯機的下游，用于將從拉矯機中出來的金屬坯剪斷；并且還包括: 模鍛裝置或輥鍛裝置或穿孔裝置，其直接設置在剪切裝置的下游，用于對被剪斷的金屬坯直接進行模鍛或輥鍛使其成型為所需尺寸和形狀的產(chǎn)品，或者對所述坯件進行穿孔加工以形成無縫管件。
2.根據(jù)權利要求1所述的連鑄成型加工設備，其特征在于所述煉爐是精煉爐。
3.根據(jù)權利要求1所述的連鑄成型加工設備，其特征在于所述煉爐同時包括冶煉爐和精煉爐二者合一。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的用于金屬的連鑄成型加工設備，其特征在于還包括對各個步驟的進行狀況和節(jié)奏進行實時監(jiān)控的監(jiān)控系統(tǒng)。
【文檔編號】B22D11/126GK203791594SQ201220686323
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月12日 優(yōu)先權日:2011年12月12日
【發(fā)明者】謝兆宗 申請人:謝兆宗