專利名稱：金屬液連續澆注的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金技術領域，涉及一種金屬液連續澆注的方法及裝置，尤其涉及一種金屬冶煉過程中向中間包內連續加注金屬液的方法及裝置。
背景技術：
隨著黑色、有色金屬冶煉和連鑄技術的不斷發展，目前，采用金屬液冶煉與連鑄工藝進行連續生產金屬鑄件的比例也越來越高。以煉鋼為例隨著精煉、連鑄和中間包冶金技術的開發、中間包和結晶器侵入式水口等耐材質量的不斷改善，中間包的連續澆鑄包數越來越多，從而使得鋼水收得率和產量得到相應提高。當金屬液——如鋼液進行連續鑄造時，先將冶煉好的金屬液從金屬液貯存包中注入到中間包內，然后，中間包內的金屬液再連續不斷地流入連鑄結晶器，通過結晶器結晶并冷卻，最后，金屬液凝固成一定幾何尺寸的鑄件，在這個連鑄過程中，中間包除了要將金屬液均勻不斷地分流到一個或多個結晶器中以外，還要擔負著使金屬液的溫度和成分均勻化、金屬液中的夾雜物上浮排除、穩定結晶器中金屬液面和連鑄坯拉速等任務。中間包是人們在澆鑄前對金屬液進行處理的最后一個環節，中間包中金屬液的純凈性、中間包中液面的波動等，都將直接影響到連鑄坯內在和表面質量。在上述金屬液冶煉和澆鑄過程中，由于金屬液的冶煉過程是一個非連續的生產過程，而金屬液的澆鑄卻是一個連續的生產過程，因此，金屬液貯存包向中間包內注入金屬液時，必然存在著金屬液貯存包的換包過程。在金屬液貯存包換包時，由于沒有金屬液流入中間包，而中間包卻又不停地向結晶器內注入金屬液，因此，必然導致中間包的金屬液面降低；而當新金屬液貯存包再次開澆時，為使中間包內的金屬液面上升到原來的液位高度，又必須加快金屬液貯存包向中間包內注入金屬液的速度。這種由換包過程所帶來的金屬液面及注入速度等的變化，極易引起金屬液的二次氧化、中間包包覆蓋和金屬液貯存包渣卷入金屬液形成外來夾雜物，并導致結晶器金屬液液面和連鑄坯拉速的較大變化，以及結晶器保護渣卷入金屬液，即形成所謂的非穩態澆注現象。
非穩態澆注嚴重地影響著金屬液的潔凈度和連鑄坯的內部和表面質量。為了降低非穩態澆注的不利影響，也有人采用大型的中間包，以降低換包時中間包液面變化程度，延長各種外來夾雜物在金屬液中的停留時間，并易于這些夾雜物的上浮。它能使換包時金屬液面基本保持穩定，不卷渣又不必降低拉速，提高鋼的純凈度。目前，國內最大的中間包60噸，國外最大中間包達80噸，但過大的中間包，除了設備投資增大和原有設備改造困難外，大的中間包內的余鋼量也增加，從而降低了金屬液的收得率。另外，為了降低非穩態澆注帶來的不利影響，人們還在中間包的設計上采用了各種控制金屬液流動的方法，如設置擋墻、堰、壩、多孔擋板的過濾器以及氣幕等，控制中間包內金屬液的流動形態，使金屬液流動合理，液面保持平穩，盡量減輕湍流的干擾，減少死區，增大鋼水平均停留時間等，以有利于夾雜物的去除，提高金屬液的清潔度。以上措施雖然降低了非穩態澆注影響，一定程度地改善了金屬液的純凈度，但尚未能從根本上消除金屬液貯存包換包過程的非穩態澆注現象。
發明內容
本發明的目的在于提供一種金屬液貯存包能連續向中間包內均勻注入金屬液，避免金屬液貯存包換包時產生非穩態澆注現象的金屬液連續澆注的方法。
本發明的進一步目的在于提供一種金屬液貯存包能夠穩定地向中間包內的注入金屬液，并使金屬液能在中間包內合理流動，防止產生湍流干擾的金屬液連續澆注的方法。
本發明的另一發明目的在于提供一種金屬液貯存包能夠連續向中間包內注入金屬液，消除金屬液非穩態澆注現象的金屬液連續澆注的裝置。
本發明的另一進一步目的在于提供一種金屬液貯存包可在澆注工位與吊包工位之間做直線式往復移動的金屬液連續澆注的裝置。
本發明的另一進一步目的在于提供一種金屬液貯存包可在澆注工位與吊包工位之間通過旋轉臂的轉動實現旋轉移動的金屬液連續澆注的裝置。
本發明的另一更進一步的目的在于提供一種金屬液貯存包能夠均勻且平穩地向中間包內澆注金屬液的金屬液連續澆注的裝置。
為實現本發明的目的，一種金屬液連續澆注的方法，其步驟主要包括1、金屬液的冶煉過程先對金屬液進行冶煉，冶煉好的金屬液存放在金屬液貯存包內；2、金屬液貯存包的移動及澆注過程在中間包上方設置有至少一個吊包工位和至少兩個澆注工位，待澆注的金屬液貯存包內由天車吊入吊包工位后，移到中間包的澆注工位上，在澆注工位上至少要確保有一個金屬液貯存包，且有一金屬液貯存包要連續不斷地向中間包內注入金屬液；3、金屬液的澆注過程中間包內的金屬液連續不斷地流入至少一個結晶器內，經結晶冷卻后凝固成鑄件。
為實現本發明的進一步目的一種金屬液連續澆注的方法還包括在所述的金屬液貯存包的移動及澆注過程中，金屬液貯存包的金屬液向中間包的接收部分內注入金屬液的時候，由金屬液貯存包內流出的金屬液是沿著中間包連接通道流到中間包的金屬液澆注部分內的。
為實現本發明的另一目的，一種金屬液連續澆注的裝置，包括中間包和金屬液貯存包，設置在中間包上方的澆注工位，設置在中間包底部的保護套管，以及與保護套管相連接的結晶器，所述的中間包上方至少設置有兩個澆注工位和一個吊包工位，使用時，這些澆注工位上至少設置有一個金屬液貯存包進行澆注。
為實現本發明的另一進一步目的，一種金屬液連續澆注的裝置，還包括所述的中間包上方設置有兩個澆注工位及與之相對應的吊包工位，澆注工位與吊包工位之間分別設置有移動臺車，移動臺車上可分別設置金屬液貯存包，移動臺車設置在軌道上，并分別帶有驅動裝置。
為實現本發明的另一進一步目的，一種金屬液連續澆注的裝置，還包括所述的中間包上方設置有兩個澆注工位及與之相對應的吊包工位，澆注工位與吊包工位之間分別設置有旋轉臂，旋轉臂分別設置在兩個立柱上，并分別與驅動裝置相連，旋轉臂上可分別設置金屬液貯存包。
或者還包括所述的中間包上方設置有兩個澆注工位和一個吊包工位，兩對旋轉臂同時設置在一立柱上，并與驅動裝置相連接，旋轉臂上可分別設置有金屬液貯存包，旋轉臂轉動時可分別與兩澆注工位和一吊包工位相互對應。
為實現本發明的更進一步目的，一種金屬液連續澆注的裝置，還包括所述的中間包由金屬液接收區和金屬液澆注區組成，金屬液接收區和金屬液澆注區之間至少有一個連接通道。
本發明的優點是由于在金屬連鑄過程中，中間包上設置了至少兩個澆注工位，因此，當金屬液貯存包向中間包內注入金屬液時，可實現金屬液的連續注入，即，當一個金屬液貯存包停止向中間包內注入金屬液前，另一個金屬液貯存包就可以已經開始向中間包注入金屬液，從而保證了金屬液貯存包換包時，中間包內的液面高度不變，徹底杜絕了換包時金屬液面波動造成的卷渣、結晶器液面波動以及連鑄坯拉速變化對鑄坯質量的影響；采用本方法和裝置可大大提高連鑄操作的穩定性，實現連鑄坯的恒拉速操作，減少非穩定澆注所產生的鑄坯中的非金屬夾雜物，從而改善鑄坯質量，提高連澆爐次，特別適用于純凈鋼的高效生產。
下面結合附圖對本發明一種金屬液連續澆注的方法和裝置作進一步的詳細說明圖1為本發明一種金屬液連續澆注的裝置的結構示意圖；圖2為本發明一種金屬液連續澆注的裝置貯存包直線移動的結構示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為本發明另一金屬液連續澆注的裝置貯存包旋轉移動的結構示意圖；圖5為圖4的俯視圖。
圖中1、中間包，2、金屬液貯存包，3、澆注工位，4、保護套管，5、結晶器，6、吊包工位，7、移動臺車，8、軌道，9、旋轉臂，10、立柱。
具體實施例方式
如圖1所示，一種金屬液連續澆注的方法，其步驟主要包括1、金屬液的冶煉過程先對金屬液進行冶煉，金屬的冶煉過程是一個非連續的過程，冶煉好的金屬液分別被存放在金屬液貯存包2內，以備澆注到中間包1內，為防止金屬液溫度降低較快，通常在中間包1和金屬液貯存包2上加有蓋子；
2、金屬液貯存包2的移動及澆注過程在中間包1上方設置有至少兩個澆注工位3，將金屬液貯存包2分別移到中間包1的澆注工位3上，在澆注工位3上至少要確保有一個金屬液貯存包2，且有一金屬液貯存包2要連續不斷地向中間包1內注入金屬液；3、金屬液的澆注過程中間包1內的金屬液通過保護套管4連續不斷地流入到至少一個結晶器5內，經結晶冷卻后凝固成鑄件，通常結晶器5可根據需要設置一個或者多個，在本實施例的圖中只畫出一個。
在上述金屬液貯存包2的移動及澆注過程中，由于中間包1分金屬液接收部分和金屬液澆注部分，二個部分由通道相互連接，當金屬液貯存包2的金屬液向中間包1的接收部分內注入金屬液的時候，由金屬液貯存包2內流出的金屬液是沿著中間包1連接通道流到中間包1的金屬液澆注部分內的，該過程示意圖中未畫出。
在上述金屬液貯存包2的移動及澆注過程中，當金屬液貯存2包換包時，不存在金屬液貯存包2停止向中間包1內注入金屬液，即中間包1內的液面高度始終保持穩定，以確保其金屬液到達中間包1內的流速是均勻穩定的，從而使中間包1內的金屬液均勻地流入結晶器5中。
如圖1所示，根據上述金屬液連續澆注的方法而制造的裝置，該裝置包括中間包1和金屬液貯存包2，設置在中間包1上方的澆注工位3，設置在中間包1底部的保護套管4，以及與保護套管4相連接的結晶器5，中間包1上設置有兩個澆注工位3，使用時，兩澆注工位3上至少設置有一個金屬液貯存包2，且必須確保有一金屬液貯存包2正在進行澆注，在本實施例中，上述的結晶器5只有一個，而在實際使用時，結晶器5的數量可根據需要設置，另外，其中的澆注工位3為二個，在實際使用時，也可根據需要設置三個或三個以上，但通常設置二個就可達到本發明的目的了。
如圖2和3所示，一種金屬液連續澆注的裝置，其結構還包括中間包1上方設置有兩個澆注工位3及與之相對應的吊包工位6，澆注工位3與吊包工位6之間分別設置有移動臺車7，移動臺車7上可分別設置有金屬液貯存包2，移動臺車7設置在軌道8上，并分別帶有驅動裝置，驅動裝置啟動時可帶動移動臺車7在軌道8上作往復移動，帶動金屬液貯存包2在澆注工位3和吊包工位6之間移動，通常吊包工位6上的金屬液貯存包2通過吊車來吊運。
該裝置使用時，金屬液貯存包2可以同時放在二個澆注工位3上進行澆注，當一個金屬液貯存包2澆注完畢后，可以隨移動臺車7移動到吊包工位6上，由天車吊離吊包工位6；天車可以將另一包新的金屬液吊到吊包工位6上，然后由移動臺車7將它移動到澆注工位3上，等待開澆。
如圖4和5所示，為另一種金屬液連續澆注的裝置，其結構還包括所述的中間包1上方設置有兩個澆注工位3和一個吊包工位6，兩對旋轉臂9同時設置在一立柱10上，并與驅動裝置相連接，旋轉臂9上可分別設置有金屬液貯存包2，旋轉臂9轉動時可分別與兩澆注工位3和一吊包工位6相互對應，該裝置可以通過旋轉臂9的轉動，將金屬液貯存包2送到所需的工位上去。其工作過程與上述實施例中的相類似。
參照上述兩實施例，一種金屬液連續澆注的裝置，其結構還可設計成，在所述的澆注工位3與吊包工位6之間分別設置有旋轉臂9，旋轉臂9分別設置在兩個立柱10上，并分別與驅動裝置相連，旋轉臂9上可分別設置金屬液貯存包2。
在本實施例中，一種金屬液連續澆注的裝置，其中的中間包1可以由金屬液接收部分和金屬液澆注部分組成，二個部分之間由通道連接，其結構形式可采用“Y”型、“U”型、“H”型和“K”型等形式。
其中當采用“Y”型的中間包1時，金屬液貯存包2中的鋼液可以從“Y”字型中間包的左上部“\”和右上部“/”上端注入中間包1，經“Y”字型中間包1的“丨”部上端流入中間包1，然后流入“Y”字型中間包1的“丨”部下端，再經中間包1與結晶器5相連的侵入式水口注入結晶器5中，該“Y”型中間包1可用于有1或2個鑄流的澆鑄系統。
當采用“U”型的中間包1，金屬液貯存包2中的鋼液可以從“U”字型中間包1的上部左右二端注入中間包1，然后流入“U”字型中間包1的下端，再經中間包1與結晶器5相連的侵入式水口注入結晶器5中，該“U”型中間包1可用于有1個鑄流的澆鑄系統。
當采用“H”型的中間包1，金屬液貯存包2中的鋼液可以從“H”字型中間包1的一邊“丨”部的兩端注入中間包1，經“H”字型中間包1的中間“-”部流入“H”字型中間包1的另一邊“丨”部，然后再經中間包1與結晶器5相連的侵入式水口注入結晶器5中，該“H”型中間包1可用于有2個以上鑄流的澆鑄系統。
當采用“K”型的中間包1，金屬液貯存包2中的鋼液可以從“K”字型中間包1的右邊上下“/”和“\”注入中間包1，然后流在“K”字型中間包1左邊的“丨”部，再經中間包1與結晶器5相連的侵入式水口注入結晶器5中，該“K”型中間包1可用于有2個以上鑄流的澆鑄系統。
綜上所述，當金屬液貯存包2的金屬液向中間包1的接收部分內注入金屬液的時候，由金屬液貯存包2內流出的金屬液是沿著中間包1連接通道流到中間包1的金屬液澆注部分內的，從而就可減少金屬液流下時對中間包1內金屬液面的沖擊，防止鑄造過程中夾渣現象的產生。
另外，前述的金屬液貯存包2在澆注工位3時，還可與升降裝置相連接，金屬液開澆后，金屬液貯存包2還可升降裝置進行上下升降調節，這樣可更進一步確保金屬液流入中間包的速度均勻，有利于產品質量的穩定。金屬液貯存包2開澆后，可以隨其支撐結構下降到所需澆注位置，金屬液貯存包澆注完畢后，可以隨其支撐結構上升到所需的正常移動位置。這些升降裝置均為現有技術，在此均不再進一步詳細描述。
權利要求
1.一種金屬液連續澆注的方法，其步驟主要包括1)金屬液的冶煉過程先對金屬液進行冶煉，冶煉好的金屬液存放在金屬液貯存包內；2)金屬液貯存包的移動及澆注過程在中間包上方設置有至少一個吊包工位和至少兩個澆注工位，待澆注的金屬液貯存包內由天車吊入吊包工位后，移到中間包的澆注工位上，在澆注工位上至少要確保有一個金屬液貯存包，且有一金屬液貯存包要連續不斷地向中間包內注入金屬液；3)金屬液的澆注過程中間包內的金屬液連續不斷地流入至少一個結晶器內，經結晶冷卻后凝固成鑄件。
2.根據權利要求1所述的一種金屬液連續澆注的方法，其特征是在所述的金屬液貯存包的移動及澆注過程中，金屬液貯存包的金屬液向中間包的接收部分內注入金屬液的時候，由金屬液貯存包內流出的金屬液是沿著中間包連接通道流到中間包的金屬液澆注部分內的。
3.根據權利要求1或2所述的一種金屬液連續澆注的方法，其特征在于在所述的金屬液貯存包的移動及澆注過程中，當金屬液貯存包換包時，不存在金屬液貯存包停止向中間包內注入金屬液，即中間包內的液面高度始終保持穩定，以確保其金屬液均勻地流入結晶器中。
4.一種金屬液連續澆注的裝置，包括中間包(1)和金屬液貯存包(2)，設置在中間包(1)上方的澆注工位(3)，設置在中間包(1)底部的保護套管(4)，以及與保護套管(4)相連接的結晶器(5)，其特征在于所述的中間包(1)上至少設置有兩個澆注工位(3)和一個吊包工位(6)，使用時，這些澆注工位(3)上至少設置有一個金屬液貯存包(2)進行澆注。
5.根據權利要求4所述的一種金屬液連續澆注的裝置，其特征在于所述的中間包(1)上方設置有兩個澆注工位(3)及與之相對應的吊包工位(6)，澆注工位(3)與吊包工位(6)之間分別設置有移動臺車(7)，移動臺車(7)上可分別設置金屬液貯存包(2)，移動臺車(7)設置在軌道(8)上，并分別帶有驅動裝置。
6.根據權利要求4所述的一種金屬液連續澆注的裝置，其特征在于所述的中間包(1)上方設置有兩個澆注工位(3)及與之相對應的吊包工位(6)，澆注工位(3)與吊包工位(6)之間分別設置有旋轉臂(9)，旋轉臂(9)分別設置兩個立柱(10)上，并分別與驅動裝置相連，旋轉臂(9)上可分別設置金屬液貯存包(2)。
7.根據權利要求4所述的一種金屬液連續澆注的裝置，其特征在于所述的中間包(1)上方設置有兩個澆注工位(3)和至少一個吊包工位(6)，兩對旋轉臂(9)同時設置在一立柱(10)上，并與驅動裝置相連接，旋轉臂(9)上方可分別設置有金屬液貯存包(2)，旋轉臂(9)轉動時可分別與兩澆注工位(3)和一吊包工位(6)相互對應。
8.根據權利要求4、5、6或7所述的一種金屬液連續澆注的裝置，其特征在于所述的中間包(1)由金屬液接收區和金屬液澆注區組成，金屬液接收區和金屬液澆注區之間至少有一個連接通道。
全文摘要
本發明公開了一種金屬液連續澆注的方法及其裝置，其步驟為將冶煉好的金屬液存放在金屬液貯存包內；將金屬液貯存包移到中間包上的至少兩個澆注工位，確保一個貯存包不斷地向中間包內注入金屬液；金屬液從中間包內流入結晶器，經結晶冷卻后凝固成鑄件；該裝置包括中間包和金屬液貯存包，中間包上方至少設置有兩個澆注工位和至少一個吊包工位，吊包工位上的金屬液貯存包可以直線和旋轉的方式移動至澆注工位，其優點是消除了連澆換包過程出現的非穩態澆注現象，提高連鑄操作的穩定性，實現連鑄坯的恒拉速操作，減少鑄件中的非金屬夾雜物，提高鑄件質量，用于純凈鋼的高效生產。
文檔編號B22D37/00GK101066558SQ200710023168
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月29日 優先權日2007年5月29日
發明者張曉兵, 許茂青, 劉儉 申請人:江蘇沙鋼集團有限公司