專利名稱：連續(xù)模鑄板坯的設(shè)備和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金鑄造設(shè)備和工藝，更具體講涉及板坯的連續(xù)鑄造設(shè)備和工藝，再進一步講是涉及連續(xù)模鑄板坯設(shè)備和工藝。
板坯是生產(chǎn)鋼板的原料，因而，板坯的生產(chǎn)對于鋼板的生產(chǎn)起著決定性的作用。目前板坯的生產(chǎn)有以下兩種工藝1.板坯連鑄工藝參見《連續(xù)鑄鋼原理》(1977年出版，上海人民出版社)。
其主要特征是將鋼水不斷通過水冷結(jié)晶器，凝成硬殼后，從結(jié)晶器下方出口連續(xù)拉出，經(jīng)噴水二次冷卻，待全部凝固后再按定尺切成板坯，其工藝流程為鋼水包-中間包(加保護渣)-水冷結(jié)晶器-二次冷卻-拉坯-按定尺切割-板坯。
該板坯連鑄工藝所需設(shè)備復雜，固定投資大(高達數(shù)千萬元)，而且對某些合金鋼(如高合金鋼)澆注困難，不適于合金鋼廠和中小型企業(yè)使用。
2.常規(guī)模鑄鋼錠開坯工藝該工藝是將常規(guī)模鑄的鋼錠加熱，開坯，切去帽口即得板坯。其工藝流程為鋼水包-鑄鐵方模-凝固-脫模-鋼錠加熱-開坯-切去帽口-裁成定尺-板坯。
該常規(guī)模鑄鋼錠開坯工藝需加熱和開坯工序，能耗高，成本高(每噸板坯開坯費用達200-300元)，尤其是成材率低，常規(guī)方錠開坯時，需切除10-15%的帽口部分。
由于目前生產(chǎn)上常見的上述兩種工藝，或者不適合于合金鋼廠和中小型企業(yè)使用，或者成材率低，經(jīng)濟效益低，因而都有嚴重的制約因素。
本發(fā)明的目的就是針對上述兩種工藝的缺點，從而提出了一種新的連續(xù)模鑄板坯工藝及其設(shè)備。
本發(fā)明連續(xù)模鑄板坯工藝的提出結(jié)合了國內(nèi)外模鑄經(jīng)驗，運用金屬凝固理論，采用適合我國具體情況的技術(shù)措施，設(shè)備投資少，上馬快，技術(shù)易于掌握，產(chǎn)品質(zhì)量好，成材率高，生產(chǎn)成本低，且可澆注不同鋼種的合金鋼。
本發(fā)明連續(xù)模鑄板坯的方法是將鋼水包中的煉好的鋼水注入本發(fā)明所采用的擺動澆鋼包中，在保護氣氛下，由擺動澆鋼包直接注入鑄鐵平模中，鋼水在鑄鐵平模中直接冷凝成定尺板坯，當一個鑄鐵平模澆完后，再連續(xù)地澆注下一個，直至鋼水包中鋼水澆注完，冷凝后脫模即得板坯，用于生產(chǎn)中厚板。
具體流程為鋼水包-擺動澆鋼包-鑄鐵平模-連續(xù)澆注下一個鑄鐵平模-冷凝-脫模-板坯。
實現(xiàn)本發(fā)明工藝依賴于本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā)明的設(shè)備包括四個系統(tǒng)澆注系統(tǒng)、鑄鐵平模及其移動系統(tǒng)、鋼水保護系統(tǒng)和檢測控制系統(tǒng)。四個系統(tǒng)中各裝置之間合理布置，相互配合，協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)連續(xù)模鑄板坯工藝。


圖1為本發(fā)明連續(xù)模鑄板坯的設(shè)備的剖視圖，圖中1-后卷揚機，2-鋼水液位檢測儀，3-鋼水包，4-擺動澆鋼包，5-保護罩(帶耐熱保溫層)，6-鑄成的板坯，7-充入保護氣裝置，8-封閉裝置，9-鑄鐵平模，10-連動小車，11-前卷揚機。
圖2為本發(fā)明的擺動澆鋼包示意圖，圖2(a)為擺動澆鋼包剖視圖，圖中12-帽口，13-擺動裝置，14-包體，15-流鋼槽，該流鋼槽的出鋼口較另一端寬闊，圖中虛線示出了鋼包主體擺動α角度后的位置，h為出鋼口上升的距離;圖2(b)和(c)為兩種擺動澆鋼包流鋼槽示意圖，(b)為梯形槽結(jié)構(gòu)，其截面為長方形，(c)為弧形槽結(jié)構(gòu)，其截面為弧形。
圖3為本發(fā)明的鑄鐵平模示意圖，(a)為整體式，(b)為復合式。
圖4為本發(fā)明的保護罩的剖視圖(沿圖1的A-A方向)，(a)為半封閉式，(b)為全封閉式。
結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的連續(xù)模鑄板坯設(shè)備。
本發(fā)明的連續(xù)模鑄板坯設(shè)備包括以下四個系統(tǒng)-澆注系統(tǒng)包括鋼水包(3)和擺動澆鋼包(4)。鋼水包即為盛裝已煉好的待澆注鋼水的鋼包，擺動澆鋼包(4)為本發(fā)明設(shè)備的一個主要特征，由擺動澆鋼包主體和擺動裝置組成。
參照圖2，擺動澆鋼包主體包括帽口(12)、包體(14)和流鋼槽(15)，其中包體(14)的容積為0.025-0.1立方米;流鋼槽(15)可為梯形槽或弧形槽結(jié)構(gòu)[分別如圖2(b)和(c)所示]，或其它類似結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選梯形槽結(jié)構(gòu)，且其寬度與鑄鐵平模的寬度相適應，較佳的為鑄鐵平模寬度的1/3-1/2。
擺動澆鋼包的擺動裝置(14)的作用是使擺動澆鋼包主體能連續(xù)擺動，以實現(xiàn)連續(xù)模鑄板坯工藝，該擺動裝置(14)可以是機械傳動裝置或液壓傳動裝置，它使擺動澆鋼包主體的擺動角度(α)為20-40°，與之相應，擺動澆鋼包主體的流鋼槽出鋼口上下移動的距離(h)為300-500mm。
-鑄鐵平模及其移動系統(tǒng)包括鑄鐵平模(9)、放置鑄鐵平模(9)的連動小車(10)以及牽引連動小車(10)移動的后卷揚機(1)和前卷揚機(11)。
本發(fā)明采用鑄鐵平模作為鋼水的冷凝結(jié)晶器，其結(jié)構(gòu)可為整體式或組合式[分別如圖3(a)和(b)所示]，整體式是?？蚺c底板為一整體，組合式是?？蚺c底板分裝，?？蚍胖迷诘装迳?，本發(fā)明優(yōu)選使用整體式，?？騼?nèi)壁的尺寸(長×寬×高)的范圍是(1000-2300)×(400-1600)×(90-400)(單位mm)，該尺寸范圍也即本發(fā)明工藝所生產(chǎn)的連續(xù)模鑄板坯的尺寸范圍。為了確保板坯具有合適的結(jié)晶組織，根據(jù)結(jié)晶凝固理論計算及實踐總結(jié)得出鑄鐵平模的重量(包括?？蚺c底板的重量)應為板坯重量的0.8-1.6倍。
連動小車(10)實際上是流動的一長列澆鋼平臺，用于放置鑄鐵平模(9)，其結(jié)構(gòu)為板焊與鑄造相結(jié)合，本身高度一般為500-1000mm，其它尺寸參數(shù)與鑄鐵平模尺寸相適應。連動小車內(nèi)前卷揚機(11)和后卷揚機(1)牽引作往復移動，其速度是可調(diào)的，前、后卷揚機可是直流卷揚機或其它類型的。
-鋼水保護系統(tǒng)在澆注過程中為了保證鋼水不被二次氧化，以及保證板坯的凝固結(jié)晶組織的質(zhì)量，本發(fā)明的設(shè)備中包括鋼水保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括保護罩(5)、充入保護氣裝置(7)以及封閉裝置(8)。該保護罩(5)將擺動澆鋼包(4)的包體(14)和流鋼槽(15)部分、鑄鐵平模(9)(未澆注的、正在澆注的、澆畢冷凝的)覆蓋，通過該保護罩由充入保護氣裝置(7)而向保護罩內(nèi)充入保護氣，使?jié)沧⒑屠淠诒Ｗo氣氛下進行，防止鋼水二次氧化。
另外，在所述保護罩(5)的頂蓋裝有保溫層，該保溫層由耐熱材料和保溫棉復合而成，其作用是保證了鑄鐵平模中上表面的鋼液最后凝固，鋼液凝固時使熱量只能通過鑄鐵平模的模框和底板而散掉，從而使鋼液定向凝固結(jié)晶，并使雜質(zhì)物充分上浮，以得到良好的結(jié)晶組織。
所述保護罩(5)一般為板焊結(jié)構(gòu)，為了便于擺動澆鋼包流鋼槽的擺動，該保護罩在澆注位置的鑄鐵平模上方處凸起(參照圖1)。保護罩可為半封閉式[如圖4(a)所示]，或全封閉式[如圖4(b)所示]，如果是半封閉的，則在保護罩的端部和側(cè)部裝有封閉裝置，該封閉裝置可使用耐溫纖維棉軟封閉、氣封、活動門等。
所述的保護氣體可用氮氣、氬氣或其它不使鋼水氧化的氣體。
-檢測控制系統(tǒng)包括鋼水液位檢測儀(2)和相應的閉環(huán)控制裝置(圖1中未示出)，該鋼水液位檢測儀安裝于保護罩(5)上，并位于澆注位置的鑄鐵平模上方，用于檢測澆注時鋼水液位的變化，閉環(huán)控制裝置是根據(jù)鋼水液位檢測儀所發(fā)出的液位電信號并通過擺動澆鋼包的擺動裝置和牽引連動小車移動的前、后卷揚機而實現(xiàn)對連續(xù)模鑄板坯工藝的閉環(huán)控制(下面詳述其具體的控制過程)。
所述的鋼水液位檢測儀可采用射頻液位檢測儀(可在市場上購得)，或其它任何一種具有此功能的非接觸式液位檢測儀。閉環(huán)控制裝置的設(shè)置對于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普遍技術(shù)人員來講是共知的。
上述的四個系統(tǒng)中的各裝置之間合理布置、相互配合、協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)連續(xù)模鑄板坯工藝。
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明連續(xù)鑄板坯的工藝過程。
澆注前要依據(jù)澆鑄板坯的尺寸和重量而選定鑄鐵平模的尺寸和重量。
澆注時，首先將第一個鑄鐵平模移到保護罩(5)內(nèi)的澆注位置，所述澆注位置為鑄鐵平模位于擺動澆鋼包(4)流鋼槽(15)出鋼口下方，以及鋼水液位檢測儀(2)的下方。由閉環(huán)控制裝置通過擺動裝置將擺動澆鋼包向下擺動，使其流鋼槽出鋼口與鑄鐵平模的底板接近，距離在20-50mm，然后由充入保護氣裝置向保護罩內(nèi)充入保護氣體，將位于擺動澆鋼包帽口上方的鋼水包(3)出鋼口打開，則鋼水通過擺動澆鋼包的帽口注入包體中，再通過流鋼槽出鋼口而注入鑄鐵平模中。澆注過程中，由鋼水液位檢測儀(2)來檢測液位的變化，并通過閉環(huán)控制裝置來控制擺動澆鋼包的擺動裝置，以調(diào)整其擺動角度，當鋼水在鑄鐵平模中澆注到預定高度后，由液位檢測儀和閉環(huán)控制裝置將擺動澆鋼包擺動至最大角度，使流鋼槽出鋼口抬至最高，越過鑄鐵平模邊沿，并同時控制連動小車準時將該第一個澆注完的鑄鐵平模移開，將下一個鑄鐵平模移到該澆注位置，然后將擺動澆鋼包迅速向下擺動，使其流鋼槽的出鋼口與該待澆注的鑄鐵平模的底板接近，隨即進行該鑄鐵平模的澆注，如此往復，直到將鋼水包中的鋼水澆注完畢，澆注完的鑄鐵平模在保護罩內(nèi)冷凝結(jié)晶，即依次移出保護罩的鑄鐵平模中的鋼水已凝固結(jié)晶成板坯，至最后一個鑄鐵平模移出保護罩后，關(guān)閉保護氣，將板坯從鑄鐵平模中脫出即得板坯。
本發(fā)明的連續(xù)模鑄板坯工藝可連續(xù)模鑄板坯的鋼種為普通碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼等。連續(xù)模鑄板坯的尺寸(長×寬×高)范圍為(1000-2300)×(400-1600)×(90-400)(單位mm)。
由上述的結(jié)合附圖對本發(fā)明的設(shè)備和工藝進行的詳細說明可歸納出本發(fā)明的以下幾個特點第一，本發(fā)明的設(shè)備中采用擺動澆鋼包以及與之相配合的連動小車，從而在技術(shù)上解決了澆注過程的連續(xù)性問題，保證了鋼水能連續(xù)注入若干鑄鐵平模中，冷凝成定尺板坯，即實現(xiàn)了連續(xù)模鑄板坯工藝。
在澆注時使流鋼槽的出鋼口非常接近鑄鐵平模底板(僅20-500mm)，這樣使鋼水澆注時落差小，無噴濺。另外，流鋼槽采用出鋼口較另一端寬闊的結(jié)構(gòu)，使得鋼水平穩(wěn)地注入鑄鐵平模中，提高了板坯的質(zhì)量，也延長了鑄鐵平模的使用壽命。
因為擺動澆鋼包(4)的帽口和包體具有一定的容積，因此在澆注完第一個鑄鐵平模而將其移開時，不必堵塞鋼水包(3)的出鋼口，這實現(xiàn)了澆注過程的連續(xù)性。
第二，本發(fā)明采用鑄鐵平模作為鋼水的冷凝結(jié)晶器，這確保了板坯，特別是合金鋼板坯的性能和質(zhì)量，鑄鐵平模重量的設(shè)計，依據(jù)了金屬凝固熱力學理論，經(jīng)理論推算得出了能確保凝固結(jié)晶質(zhì)量的鑄鐵平模重量與板坯重量之間的關(guān)系，即鑄鐵平模重量為板坯重量的0.8-1.6倍。
第三，本發(fā)明設(shè)計了澆注鋼水保護罩，并在保護罩內(nèi)充入保護氣體，使鋼水的澆注和凝固結(jié)晶都在保護罩內(nèi)保護氣氛下進行，防止了鋼的二次氧化。另外，保護罩頂部裝有保溫層，這保證了上表面的鋼液最后凝固，保證了凝固結(jié)晶組織基本上為定向凝固組織，使凝固后的體積收縮，全部集中在板坯的上表面，形成一個由周邊向中心逐步下陷的凹面，經(jīng)過理論計算及實驗檢測，該凹面最大深度約為10-15mm。還有，由于上表面鋼液最后凝固，使鋼液中的雜質(zhì)物能免充分上浮，待凝固后，該雜質(zhì)物也集中在上述凹面內(nèi)，這在后續(xù)的加工工序中很容易被去除，這點對于本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講是易見的，諸如在后續(xù)熱加工時被氧化而燒損掉，或者通過打磨而去掉，等等。
第四，采用鋼水液面測定儀與閉環(huán)自動控制裝置，使整個工藝過程連續(xù)、協(xié)調(diào)進行，同時也保證了板坯的尺寸精度。
下面例舉幾個本發(fā)明設(shè)備和工藝的具體實施例，這些實施例僅是舉例說明，并不限制本發(fā)明。
實施例1生產(chǎn)用于軋制60mm左右厚鋼板的坯料，鋼種為20g鋼(鍋爐用鋼)。
為了保證板坯軋成厚板時具有合適的壓縮比，設(shè)定板坯厚度為350mm，同時為滿足厚板的長和寬的要求，板坯尺寸定為1800×1600×350(長×寬×高，單位mm)，此尺寸即為鑄鐵平模模框內(nèi)壁尺寸，由此尺寸可計算出板坯的重量為7.86噸，根據(jù)板坯的尺寸和重量，選定鑄鐵平模的重量為11噸，即鑄鐵平模的重量為板坯重量的1.45倍。
選定擺動澆鋼包的包體尺寸為350×350×350(單位mm)，流鋼槽采用梯形槽，出鋼口的尺寸為30×700mm(高×寬)，保護氣體使用氮氣，保護罩為半封閉式，封閉裝置(8)采用耐溫纖維棉軟封閉，液位檢測儀采用射頻液位檢測儀。
將電弧爐冶煉的約32噸20g鋼水裝入鋼水包(3)中，吊裝在本發(fā)明連續(xù)模鑄板坯設(shè)備中的擺動澆鋼包(4)的正上方，啟動控制裝置將連動小車上的第一個鑄鐵平模移到澆注位置，按照本發(fā)明的工藝進行連續(xù)模鑄20g鋼板坯，鋼水包中的鋼水正好澆注4個板坯。
將連續(xù)模鑄板坯取樣進行質(zhì)量檢驗，經(jīng)化學分析，其成份(重量百分比)為C 0.24，Si 0.22，Mn 0.55，P 0.010，S 0.030，F(xiàn)e余量。通過硫印檢驗和低倍組織(包括夾雜、皮下氣泡、偏析)檢驗，得出這些指標完全符合有關(guān)國家標準。
將用連續(xù)模鑄板坯所軋制的板材進行質(zhì)量檢驗，包括①機械性能σs＝32kg/mm2，σb＝49kg/mm2，δ5＝28%，沖擊值α＝7.4，冷彎性能良好;②金相檢驗本質(zhì)晶粒度4-5級，實際晶粒度5-7級，夾雜物(硫化物、氧化物、硅酸鹽)級別符合有關(guān)國家規(guī)定;③超聲波探傷，參照YB1150-71《壓力容器用鋼板超聲波探傷》標準，實測結(jié)果單項缺陷面積均小于25cm，在任一1m×1m探傷面積內(nèi)存在的缺陷面積百分比均小于3，故評為1級探傷合格，合格率100%。
實施例2生產(chǎn)用于軋制45mm左右厚的16Mn鋼板的板坯。
板坯厚度為290mm，尺寸為1600×1400×290(單位mm)，約重5噸，選鑄鐵平模重量為8噸，為板坯重量的1.6倍。
擺動澆鋼包尺寸為300×300×300(單位mm)，流鋼槽采用梯形槽，出鋼口的尺寸為30×600(單位mm)，保護氣使用氬氣，保護罩為半封閉式，封閉裝置(8)采用氬氣氣封，液位檢測儀同實施例1。
將30噸電弧爐冶煉的16Mn鋼水裝入鋼水包(3)中，參照實施例1，按照本發(fā)明工藝進行連續(xù)模鑄16Mn鋼板坯，鋼水包中的鋼水澆注6塊板坯。
將板坯取樣進行檢驗，其化學成份(重量百分比)為C 0.10，Si 0.30，Mn 1.34，P 0.022，S 0.027，F(xiàn)e余量。經(jīng)過同實施例1的硫印檢驗和低倍組織檢驗，全部合格。
將用連續(xù)模鑄板坯所軋制的板材進行質(zhì)量檢驗①機械性能σs＝32kg/mm2，σb＝54kg/mm2，δ5＝21%，沖擊值α＝8.6，冷彎性能良好;②金相檢驗本質(zhì)晶粒度4-5級，實際晶粒度5-7級，夾雜物合格;③超聲波探傷1級探傷合格。
實施例3生產(chǎn)用于軋制約20mm厚寬帶(約400mm左右)的A3鋼帶的寬帶坯。
為了提高生產(chǎn)效率，將寬帶坯的寬度定為2×400mm，即2倍鋼帶的寬度，待軋制后再一剪為二。將寬帶坯的厚度定為90mm，長度為1400mm，即該寬帶坯的尺寸為1400×800×90(單位mm)，重量約為800公斤，選鑄鐵平模重量為1.2噸，為寬帶坯的1.5倍。
擺動澆鋼包尺寸為300×300×300(單位mm)，流鋼槽采用梯形槽，出鋼口尺寸為20×400(單位mm)，保護氣使用氬氣，保護罩為半封閉式，采用氬氣氣封，液位檢測儀同實施例1，因為鑄鐵平模?？虻母叨冉档停瑒t需適當降低保護罩的高度。
將5噸電弧爐冶煉的A鋼水裝入鋼水包(3)中，參照實施例1，按照本發(fā)明工藝進行連續(xù)模鑄A鋼寬帶坯，鋼水包中的鋼水約澆注6塊寬帶坯。
將該寬帶坯取樣進檢驗，其化學成份(重量百分比)為C 0.22，Si 0.22，P 0.007，S 0.028，F(xiàn)e余量。經(jīng)過同實施例1的硫印檢驗和低倍組織檢驗，全部合格。
將用該寬帶坯所軋制的寬鋼帶進行質(zhì)量檢驗①機械性能σs＝32kg/mm2，σb＝49kg/mm2，δ5＝29%，沖擊值α＝7.6，冷彎性能良好;②金相檢驗本質(zhì)晶粒度4-5級，實際晶粒度5-7級，夾雜物合格;③超聲波探傷1級探傷合格。
由本發(fā)明的詳細說明和實施例可看出，本發(fā)明的設(shè)備和方法，在技術(shù)上是可行的，工藝易于掌握，生產(chǎn)的板坯質(zhì)量好。本發(fā)明的設(shè)備和工藝與連續(xù)鑄鋼工藝相比，本發(fā)明不采用水冷結(jié)晶器，從而無需二次噴水冷卻、拉坯和切割等工序及其相應設(shè)備，因而固定投資少，初步估算，生產(chǎn)能力相同的工藝設(shè)備，本發(fā)明所需的投資大約僅為連續(xù)鑄鋼的十分之一至二十分之一。本發(fā)明的工藝與常規(guī)鑄錠開坯工藝相比，首先是工藝簡化，省去了加熱和開環(huán)工序，從而降低了能耗，節(jié)約了開坯費用，以12萬噸鋼錠計算(相當于30噸×2電爐的年生產(chǎn)量)，可降低成本2500-3000萬元;其次是提高了成材率，常規(guī)方錠開坯工藝，需切除約10-15%的帽口部分，而本發(fā)明工藝，由于不存在帽口，因而成材率相應提高10-15%，以年產(chǎn)10萬噸鋼計算，可增加效益1000萬元以上。
最后需說明的，在不違背本發(fā)明的精神和原則條件下，對本發(fā)明的設(shè)備和工藝可進行多種變化，諸如擺動澆鋼包具體尺寸的選擇、流鋼槽形狀的變化、保護氣體的選擇、鑄鐵平模尺寸的選擇、連動小車的設(shè)計、鋼水液面檢測儀的種類選擇等等，但諸如此類的變化均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)模鑄板坯的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備由澆注系統(tǒng)、鑄鐵平模及其移動系統(tǒng)、鋼水保護系統(tǒng)和檢測控制系統(tǒng)組成，其中-澆注系統(tǒng)包括鋼水包和擺動澆鋼包，擺動澆鋼包由擺動澆鋼包主體和擺動裝置組成，擺動澆鋼包的主體包括帽口、包體和流鋼槽，鋼水包位于擺動澆鋼包帽口正上方；-鑄鐵平模及其移動系統(tǒng)包括鑄鐵平模、放置鑄鐵平模的連動小車，以及牽引連動小車移動的前卷揚機和后卷揚機，鑄鐵平模為鋼水冷凝結(jié)晶器，連動小車為一長列活動澆鋼平臺；-鋼水保護系統(tǒng)包括保護罩、充入保護氣裝置，以及封閉裝置，該保護罩裝有保溫層，保護罩將擺動澆鋼包的包體和流鋼槽部分、鑄鐵平模(未澆注的、正在澆注的、澆畢冷凝的)覆蓋，通過該保護罩由充入保護氣裝置向保護罩內(nèi)充入保護氣，使?jié)沧⒑屠淠诒Ｗo氣氛下進行，防止鋼水的二次氧化；-檢測控制系統(tǒng)包括鋼水液位檢測儀和相應的閉環(huán)控制裝置，該鋼水液位檢測儀安裝于保護罩上，并位于澆注位置的鑄鐵平模上方，用于檢測澆注時鋼水液位的變化，閉環(huán)控制裝置是根據(jù)鋼水液位檢測儀所發(fā)出的液位電信號，并通過擺動澆鋼包的擺動裝置和牽引連動小車移動的前、后卷揚機而實現(xiàn)對連續(xù)模鑄板坯工藝的閉環(huán)控制；上述四個系統(tǒng)中的各裝置之間合理布置，相互配合，協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)連續(xù)模鑄板坯工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述擺動澆鋼包的包體容積為0.025-0.1立方米，流鋼槽采用梯形槽或弧形槽，且其出鋼口寬度為鑄鐵平模寬度的1/3-1/2，擺動澆鋼包主體的擺動角度為20-40°，流鋼槽出鋼口上下移動的距離為300-500毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述的擺動澆鋼包的擺動裝置可是機械傳動裝置，或液壓傳動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述的鑄鐵平?？蔀檎w式或組合式，?？騼?nèi)壁尺寸(長×寬×高)范圍為(1000-2300)×(400-1600)×(90-400)(單位mm)，鑄鐵平模的重量為板坯重量的0.8-1.6倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述的保護罩為板焊結(jié)構(gòu)，所述保溫層由耐熱材料和保溫棉復合而成，所述的保護罩可為半封閉式或全封閉式，如是半封閉式，則在保護罩的端部和側(cè)部裝有封閉裝置，該封閉裝置可使用耐溫纖維軟封閉、氣封、活動門等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述的保護氣體可用氮氣、氬氣或其它不使鋼水氧化的氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述的鋼水液位檢測儀可采用射頻液位檢測儀，或其它任何一種具有此功能的非接觸式液位檢測儀。
8.一種利用權(quán)利要求1-8中任一種設(shè)備而進行連續(xù)模鑄板坯工藝，其特征在于該工藝的步驟為首先將第一個鑄鐵平模移到澆注位置，由閉環(huán)控制裝置通過擺動裝置將擺動澆鋼包向下擺動，使其流鋼槽出鋼口與鑄鐵平模的底板接近，距離在20-50mm，然后由充入保護氣裝置向保護罩內(nèi)充入保護氣體，將位于擺動澆鋼包帽口上方的鋼水包出鋼口打開，則鋼水通過擺動澆鋼包的帽口注入包體中，再通過流鋼槽出鋼口而注入鑄鐵平模中。澆注過程中，由鋼水液位檢測儀來檢測鋼水液位的變化，并通過閉環(huán)控制裝置來控制擺動澆鋼包的擺動裝置以調(diào)整其擺動角度。當鋼水在鑄鐵平模中澆注到預定高度后，由液位檢測儀和閉環(huán)控制裝置將擺動澆鋼包擺動至最大角度，使流鋼槽出鋼口抬至最高，越過鑄鐵平模邊沿，并同時控制連動小車準時將該第一個澆注完的鑄鐵平模移開，再將下一個鑄鐵平模移到該澆注位置，然后將擺動澆鋼包迅速向下擺動，使其流鋼槽的出鋼口與該待澆注的鑄鐵平模的底板接近，隨即進行該鑄鐵平模的澆注，如此往復，直至將鋼水包中的鋼水澆注完畢，澆注完的鑄鐵平模在保護罩內(nèi)冷凝結(jié)晶，即依次移出保護罩的鑄鐵平模中的鋼水已凝固結(jié)晶成板坯，至最后一個鑄鐵平模移出保護罩后，關(guān)閉保護氣，將板坯從鑄鐵平模中脫出即得板坯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝，其中連續(xù)模鑄板坯鋼種可為普通碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼等。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝，其中連續(xù)模鑄板坯的尺寸(長×寬×高)范圍為(1000-2300)×(400-1600)×(90-400)(單位mm)。
全文摘要
本發(fā)明是一種新的連續(xù)模鑄板坯設(shè)備和工藝。本發(fā)明的工藝是將煉好的鋼水連續(xù)澆注到鑄鐵平模中，直接冷凝成定尺板坯；本發(fā)明的設(shè)備包括澆注系統(tǒng)、鑄鐵平模及其移動系統(tǒng)、鋼水保護系統(tǒng)和檢測控制系統(tǒng)。主要特征是采用擺動澆鋼包，各系統(tǒng)由相應的裝置組成，由操作人員通過控制系統(tǒng)調(diào)控其協(xié)調(diào)連續(xù)動作，實現(xiàn)了板坯連續(xù)模鑄工藝。本發(fā)明的設(shè)備和工藝具有固定設(shè)備投資少、上馬快、工藝簡便、生產(chǎn)成本低，成材率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)越性，具有非常高的經(jīng)濟效益。
文檔編號B22D7/00GK1068984SQ9210937
公開日1993年2月17日 申請日期1992年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月19日
發(fā)明者秦森, 王明超, 廖榮松 申請人:秦森