專利名稱：鑄錠的方法、設備、附件及精煉與鑄錠一體化生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鑄錠技術，具體涉及鑄錠的方法、設備及專用附件；本發明還涉及ー種精煉與鑄錠一體化生產エ藝。
背景技術：
在鋼鐵エ業化生產的實踐中，鑒于高溫鋼液在澆注冷凝過程中的特性，尤其是對于高合金特殊用途的鋼種，必須采取模注而非連鑄的生產エ藝和方法。隨著科技的飛躍發展，對鋼種材料的潔凈度及其由內部組織帶來的性能特性有著越來越高的要求。生產高純度鋼，就是要減少鋼中夾雜物，尤其是減少外來大顆粒夾雜。一直以來，冶金工作者已研究出多種方法來減少和控制鋼液的內生夾雜和外來夾雜，得以純凈鋼液，提高特殊鋼種材料 的使用壽命和性能。但就模注鋼錠(即鑄錠)而言，至今都在鋼液與空氣、包襯、鋼包水口、保護渣、鑄管磚、流鋼磚、水口充填物(引流砂)等方面導致鋼液污染，形成外來大顆粒夾雜物，其有害氣體和其它夾雜也在目前的冶金水平。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供ー種可改善鑄錠質量的方法及設備。該鑄錠的方法包括的步驟為a、將澆注模和鋼包置于真空環境中；b、在澆注模和鋼包之間加載虹吸管并確保加載后該虹吸管上與澆注模對應的出口低于鋼包中的鋼液液面；c、觸發鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注模，所述觸發方式包括在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的操作；d、借助鋼包和澆注模中鋼液的液面高度差完成對澆注模的虹吸澆注并卸載虹吸管。上述方法中，澆注模和鋼包可置于同一真空環境下，這時澆注模口和鋼包中鋼液上部空間基本處于相同的真空度下；或者，澆注模和鋼包也可置于不同的真空環境下，這時澆注模ロ的真空度和鋼包中鋼液上部空間的真空度可能是不同的。上述方法中所說的“真空環境”是指低于ー個標準大氣壓的環境，以便在整個澆注過程中能夠避免鋼液吸氣而對鑄錠品質的影響。當然，最好是達到一般爐外精煉中的真空脫氣エ藝所需要的真空度。上述方法中所說的“加載”和“卸載”，指虹吸管的進ロ插入鋼包的鋼液中足夠深度和抽出鋼液的操作。顯然，此處所說的“足夠深度”應滿足在虹吸澆注完成前鋼包中鋼液不會下降到虹吸管的進ロ以下。上述方法中除觸發鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注模的過程外，將鋼包中的鋼液輸送到澆注模所依靠的是基于鋼包和澆注模中鋼液的液面高度所產生的勢能。該方法利用虹吸原理實施真空上注，避免了鋼包水口、保護渣、鑄管磚、流鋼磚、水口充填物(引流砂)對鋼液的污染，鋼液的二次氧化大為減輕，虹吸鋼流壓カ穩定，提高了鋼錠組織的潔凈度和內在質量。上述步驟c中在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的操作可由不止ー種具體 方案來實現。通常能夠想到的辦法是在鋼包上安裝鋼包蓋，以使鋼包中的鋼液表面與鋼包蓋之間形成一個密閉的空腔，然后再向該空腔內通入惰性氣體，從而在鋼液表面產生一定的壓力，虹吸管的出口直接敞開從而使虹吸管與外界真空環境導通，這樣，隨著鋼液表面壓カ增加虹吸管中的鋼液逐漸上升并最終通過虹吸管的最高點，由此觸發虹吸現象的產生。除上述方案外，也可以采取將澆注模和鋼包置于不同真空度的環境之下來間接達到在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創造ー個促使鋼液上升的壓差的目的。本申請優選的創造壓差的方式包括通過設置于該虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進行負壓引流的操作。通過設置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進行負壓引流總可以使虹吸管內的真空度小于鋼包中鋼液液面上部的真空度，由此達到在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創造促使鋼液上升的壓差的目的。步驟c中的觸發方式最好還包括同時對鋼包中的鋼液進行吹氣攪拌的操作。吹氣攪拌的氣體最好使用氬氣，但也可采用氮氣等。實際上，這里所指的吹氣攪拌就是爐外精煉中采用的吹氣攪拌。但爐外精煉時采用吹氣攪拌的主要目的脫出鋼液中的有害氣體，而此處的吹氣攪拌是為減小鋼液的密度。在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間的壓差一定的情況下，鋼液的密度越小，鋼液在虹吸管內上升的高度越高，更有利于促成虹吸現象的發生。對鋼包中的鋼液進行吹氣攪拌最好通過鋼包底吹來實現。最好按照使鋼液朝虹吸管的進口上涌為條件來設定鋼包底吹的位置，以便利用鋼液上涌的動能來促進虹吸的實現。在選擇通過設置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進行負壓引流的情況下，所述吸嘴最好是位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，并且至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時堵住該吸嘴。為便于在鋼液通過時堵住吸嘴，可采用的辦法是將連接于該吸嘴出口上的管道采用易熔材料制作以便當鋼液流經時自動熔斷，當易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴的出ロ。當吸嘴位于連接段上吋，吸嘴可通過ー根連接于該連接段頂部的導管設置在連接段上方一定高度的位置上，這樣就可以通過設定吸嘴高度而使鋼液不會溢過吸嘴，這時吸嘴是并不需要封堵的。另外，在選擇通過設置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進行負壓引流的情況下，步驟c中的觸發方式最好還包括在負壓引流前使虹吸管中位于吸嘴和出口之間的通道封閉以及當鋼液通過時開放該通道的操作。在負壓引流前使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉可以防止從虹吸管的出ロ進入的殘余氣流干擾到鋼液在虹吸管中的流動。最簡單的辦法是在虹吸管的出口安裝一個軟木塞(或由鋁合金片等其他材料制作堵塞件)，當鋼液通過時該軟木塞被鋼流燒損脫落，自然使通道開放。上述將澆注模和鋼包置于真空環境中、通過設置于虹吸管上的吸嘴對虹吸管進行負壓引流以及按照使鋼液朝虹吸管的進口上涌為條件來設定鋼包底吹的位置的技術手段結合后，使本發明兼備了“ VD”精煉和部分“RH”精煉效果，其鑄錠過程相當于經過二次精煉，使有害氣體在真空狀態下鋼液的冷凝中釋放而終結了鋼液吸氣的機會，鋼錠實物含氫量及有害氣體呈幾何數量級減少，同時又在吹氣攪拌引起鋼液上涌以及對出ロ密封的虹吸管進行負壓引流的共同作用下使鋼液通過虹吸管的最高點從而觸發虹吸現象的產生，實現虹吸真空上注，省卻了鋼包座磚、滑動水口、引流砂和傳統下注的保護渣、流鋼磚、鑄管磚、喇叭ロ磚等，原先鋼液中的夾雜物得以去除，鋼中夾雜物數量也成倍地下降，起到了ー舉多得的效果。進ー步的，在虹吸澆注的過程中對鋼包進行加熱以使其中的鋼液維持恒溫狀態。由此，通過鋼包加熱實現了恒溫澆注，能夠精確確定和控制所澆注鋼種的過熱度，再加上上注鋼流的沖擊作用，使鋼錠無疏松、無縮孔和成分偏析減小及晶粒均勻。本發明的鑄錠的設備包括用于裝載澆注模和鋼包的真空罐；由驅動機構控制從而在澆注模和鋼包之間實現加載和卸載的虹吸管，加載后該虹吸管上與澆注模對應的出口低于鋼包中的鋼液液面；用于使鋼包中的鋼液通過虹吸管的觸發裝置，所述觸發裝置包括用于在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的裝置。進ー步的，所述觸發裝置包括與鋼包連接的吹氣攪拌裝置。進ー步的，所述觸發裝置包括負壓引流裝置，該負壓引流裝置通過設置于虹吸管上的吸嘴與虹吸管連接。 進ー步的，所述吸嘴位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下該吸嘴是可封堵的。進ー步的，所述吸嘴的出口與負壓引流裝置之間通過易熔材料連接。進ー步的，所述觸發裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉和開放的密封裝置。進ー步的，所述吹氣攪拌裝置采用鋼包底吹裝置。進ー步的，所述鋼包底吹裝置的排氣ロ與虹吸管的進口上下相對設置。進ー步的，所述真空罐中設有鋼包架，該鋼包架上設有鋼包加熱座，所述鋼包安裝在鋼包加熱座內。進ー步的，所述虹吸管的連接段位于真空罐的外側，虹吸管的上升段和下降段分別與真空罐頂部的兩個導管孔活動、密封連接。由此，鋼液在虹吸管內按真空罐內——真空罐外——真空罐內的流向，一方面縮小了真空罐體積，另一方面虹吸管的連接段位于真空罐外便于虹吸管的安裝、驅動和固定。進ー步的，所述驅動機構安裝在真空罐的上表面并與虹吸管連接。進ー步的，所述澆注模與鋼包之間設有防塵隔離裝置。最簡單的做法是在澆注模與鋼包之間設ー塊擋板。本發明所要提供的另ー種鑄錠的設備包括用于裝載澆注模的第一真空罐和用于裝載鋼包的第二真空罐；由驅動機構控制從而在澆注模和鋼包之間實現加載和卸載的虹吸管，加載后該虹吸管上與澆注模對應的出口低于鋼包中的鋼液液面；用于使鋼包中的鋼液通過虹吸管的觸發裝置，所述觸發裝置包括用于在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的裝置。進ー步的，所述觸發裝置包括與鋼包連接的吹氣攪拌裝置。進ー步的，所述觸發裝置包括負壓引流裝置，所述負壓引流裝置通過設置于虹吸管上的吸嘴與虹吸管連接。進ー步的，所述吸嘴位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下該吸嘴是可封堵的。進ー步的，所述觸發裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉和開放的密封裝置。
進ー步的，所述虹吸管的連接段位于第一真空罐和第二真空罐的外側，虹吸管的上升段與第二真空罐頂部的導管孔活動、密封連接，虹吸管的下降段的末段構成與第一真空罐頂部的導管孔固定、密封連接的固定部分，該虹吸管上除該固定部分外為活動部分，所述固定部分與活動部分之間通過對接結構可分離連接，在活動部分的出口處設有在虹吸形成前后使該出ロ封閉和開放的密封裝置。用于上述第一種鑄錠的設備的真空罐，該真空罐具有裝載澆注模和鋼包的容積，該容積的高度滿足一、當在澆注模和鋼包之間加載虹吸管后該虹吸管上與澆注模對應的出ロ低于鋼包中的鋼液液面；ニ、虹吸燒注完成前鋼包中鋼液液面高于燒注模中鋼液液面。進ー步的，包括罐體和安裝在罐體上方且可移動的罐蓋，所述罐蓋上開有與虹吸管的上升段和下降段相配合的導管孔。用于上述鑄錠的設備的虹吸管，包括上升段、下降段以及位于上升段和下降段之間的連接段，其所述連接段包括第一彎曲部和第二彎曲部，所述第一彎曲部和第二彎曲部 之間通過榫卯結構相連。進ー步的，所述連接段的表面設有由至少兩片瓣形件可分離扣合形成的包套，該包套與彎曲部之間設有若干組緊固螺栓，每組緊固螺栓由至少兩個沿周向布置的緊固螺栓所組成。本發明還要提供了一種精煉與鑄錠一體化生產エ藝，包括的步驟為a、將澆注模和鋼包置于真空環境中并實施鋼包底吹，其中鋼包中鋼液所在環境的真空度滿足鋼液真空脫氣要求；b、在澆注模和鋼包之間加載虹吸管，確保加載后該虹吸管上與澆注模對應的出ロ低于鋼包中的鋼液液面；c、在鋼包底吹的同時通過設置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進行負壓引流從而觸發鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注摸；d、借助鋼包和澆注模中鋼液的液面高度差完成對澆注模的虹吸澆注并卸載虹吸管。進ー步的，按照使鋼液朝虹吸管的進口上涌為條件來設定鋼包底吹的位置。進ー步的，所述吸嘴位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時堵住該吸嘴。進ー步的，連接于該吸嘴出口上的管道采用易熔材料制作以便當鋼液流經時自動熔斷，當易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴的出ロ。進ー步的，步驟c中的觸方式發還包括在負壓引流前使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉以及當鋼液通過時開放該通道的操作。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進ー步的說明。本申請附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。
圖I為本發明所提供的一種鑄錠設備的結構示意圖。圖2為本發明所提供的另ー種鑄錠設備的結構示意圖。圖3為圖I中A處的局部放大圖。圖4為圖2中B處的局部放大圖。
具體實施例方式如圖I所示，真空罐I 包括罐體Ia和安裝在罐體Ia上方且可移動的罐蓋lb，所述罐蓋Ib上開有分別與虹吸管8的上升段和下降段相配合的導管孔17，罐體Ia上設有與真空泵系統連接的管道；所述罐蓋Ib安裝在罐蓋車上以便進行升降和平移，其平移可至罐ロ全部開啟或閉合；罐蓋Ib的上表面上安裝有驅動裝置7和虹吸管固定架9。該真空罐I中設有鋼包架2，該鋼包架2上設有鋼包加熱座4，鋼包5安裝在鋼包加熱座4內；鋼包加熱座4采用感應加熱方式，其感應功率選擇在鋼液加熱需用范圍內而不用于固體金屬熔化；而鋼包5的高寬比滿足VD (真空脫氣)エ藝對鋼包高寬比的要求；真空罐I中位于鋼包架2的ー側地面上放有澆注模16，該澆注模16與鋼包5之間具有實現虹吸澆注的高度差。此外，在澆注模16與鋼包5之間設有擋板22，擋板22的頂部可吊裝在罐蓋Ib的下側。虹吸管8的連接段位于真空罐I的外側，該連接段通過虹吸管固定架9支撐并通過驅動裝置7帶動做升降運動，虹吸管8的上升段和下降段分別與真空罐I頂部的兩個導管孔17配合，所述各導管孔17與相應的直管部之間設置有密封裝置6 ;驅動裝置7可采用多種現有機構，比如液壓缸、蝸輪螺桿升降機等等。虹吸管8的進口和出ロ 14分別與鋼包5和澆注模16上方的開ロ對應，在驅動裝置7的帶動下，該虹吸管8的進ロ可插入到鋼包5的鋼液中，由此使虹吸管8在鋼包5和澆注模16之間實現加載；需要吋，驅動裝置7又可帶動虹吸管8上升并使虹吸管8在鋼包5和澆注模16之間實現卸載；此外，虹吸管8下降段上設有吸嘴13，吸嘴13同樣位于真空罐I的外側。鋼包5的底部設有鋼包底吹裝置3，具體采用吹氬方式，該鋼包底吹裝置3的排氣ロ與虹吸管8的進ロ之間呈上下相對設置的關系，這樣，當驅動裝置7帶動虹吸管8的進ロ插入到鋼包5的鋼液中后，啟動鋼包底吹裝置3會使鋼液將朝虹吸管8的進口上涌。鋼包5的上方設有屏蔽蓋(圖中未標號)，該屏蔽蓋上分別開有與罐蓋Ib上的導管孔17和觀察孔分別對應的通孔，以便虹吸管8的上升段通過該屏蔽蓋在鋼包5中上下運動以及通過觀察孔觀察鋼包5中的鋼液狀況。虹吸管包括上升段、下降段以及位于上升段和下降段之間的連接段，為便于制作，所述連接段包括第一彎曲部8a和第二彎曲部Sb，所述第一彎曲部8a和第二彎曲部Sb之間通過榫卯結構11相連，比如通過燕尾公母槽嵌入對接，接縫再用耐火泥密封。所述彎曲部的表面還設有由至少兩片瓣形件可分離扣合形成的包套10，該包套10與彎曲部之間設有若干組緊固螺栓，每組緊固螺栓由至少兩個沿周向布置的緊固螺栓12所組成。虹吸管應由鎬質或石英等耐火材料制作，包套10最好采用金屬材料，以便達到必要的剛性。如圖3所示，所述吸嘴13連接負壓引流裝置，該負壓引流裝置可以采用多種方式實現負壓引流的效果，比如直接采用泵。此處，負壓引流裝置包括由橫管21和豎管20連接構成的T型管，使用時向橫管21內通入超音速氣流(如圖3中箭頭所示方向)，根據文丘里效應，豎管20內將產生負壓，從而將與豎管20連接的吸嘴13中的氣流吸入橫管21。豎管20與吸嘴13之間通過塑料管19連接，當鋼液流經塑料管19時該塑料管19可自動熔斷，以便用耐火材料堵住吸嘴13的出口。
下面對上述設備的使用方法進行說明。首先，通過行車或專用吊具將澆注模16、鋼包5吊入罐體Ia中，并用軟木塞15塞住虹吸管8的出口 14，然后用罐蓋Ib封閉罐體Ia的罐ロ，通過真空泵系統逐漸使真空罐I內形成真空狀態，然后對鋼包5中的鋼液進行真空精煉，其過程進行嚴格的鋼液溫度控制，真空精煉時采用VDエ藝，通過鋼包底吹裝置3進行底吹氬氣，通過擋板22可防止VDエ藝產生的粉塵等雜質進入到澆注模16中；此后，在驅動裝置7的帶動下，該虹吸管8的進ロ插入到鋼包5的鋼液中，由此使虹吸管8在鋼包5和澆注模16之間實現加載，在繼續對鋼包5進行底吹氬的情況下啟動負壓引流裝置，使鋼包5中的鋼液通過虹吸管8的最高點，當鋼液流經吸嘴13時將塑料管19熔斷，然后操作者迅速用耐火材料堵住吸嘴13的出口，當液流經虹吸管8的出ロ 14時使軟木塞15熔損脫落，此后鋼液注入澆注模16中，利用鋼包和澆注模中鋼液的液面高度所產生的勢能鋼流持續注入澆注模16，完成后通過驅動裝置7卸載虹吸管8 ;在過程中對鋼包5進行感應加熱以使其中的鋼液維持恒溫狀態。上述過程中的真空精煉、虹吸澆注全部在真空罐內完成，其冶金效果兼備了“ VD” 真空精煉和部分“ RH”精煉效果，其過程相當于經過二次精煉，尤其是精煉與澆注同時進行，有害氣體在真空狀態下鋼液的冷凝中釋放而終結了鋼液吸氣的機會，鋼錠實物含氫量及有害氣體呈幾何數量級減少。虹吸真空鋼錠模上部澆注，省卻了鋼包座磚、滑動水口、引流砂和傳統下注的保護渣、流鋼磚、鑄管磚、喇叭ロ磚等，原先鋼液中的夾雜物經過精煉得以去除，鋼中夾雜物數量也成倍地下降，其中> 50 μ m的大顆粒夾雜物基本消除。鋼包加熱實現了恒溫澆注，能夠精確確定和控制所澆注鋼種的過熱度，再加上上注鋼流的沖擊作用，使鋼錠無疏松、無縮孔和成分偏析減小及晶粒均勻。這種卓越的冶金品質，為高端鋼鐵產品的研發和應用提供有力的支撐。圖2、4所示的第二種鑄錠設備與上述第一種鑄錠設備的主要區別在于將澆注模16和鋼包5分別置于不同的真空罐內。由此導致第二種鑄錠設備在某些局部結構上與第一種鑄錠設備有所不同。除此以外，第二種鑄錠設備的眾多細部均可參考第一種鑄錠設備上的相應設計。第二種鑄錠設備包括用于裝載澆注模16的第一真空罐18a和用于裝載鋼包5的第二真空罐18b，裝載于第一真空罐18a中的澆注模16與裝載于第二真空罐18b中的鋼包5之間具有實現虹吸澆注的高度差，第一真空罐18a與第二真空罐18b可共用ー套真空系統，通過關閉和打開截止閥實現兩個罐的先后抽真空；由驅動機構7控制從而在澆注模16和鋼包5之間實現加載和卸載的虹吸管8，虹吸管8的連接段位于第一真空罐18a和第二真空罐18b的外側，虹吸管8的上升段與第二真空罐18b頂部的導管孔17活動、密封連接，虹吸管8的下降段的末段構成與第一真空罐18a頂部的導管孔17固定、密封連接的固定部分23，該虹吸管8上除該固定部分23外為活動部分24，所述固定部分23與活動部分24之間通過對接結構25可分離連接，在活動部分24的出口 27處設有在虹吸形成前后使該出口 27封閉和開放的密封裝置。其中，如圖4所示，所述對接結構25采用凹凸配合的結構，活動部分24的下端為公榫，固定部分23的上端為母榫，對接后可用耐火泥密封；出口 27處通過鋁合金片26進行密封，這時虹吸管8上與澆注模16對應的出ロ 14不再密封。使用第二種鑄錠設備時，先在第二真空罐18b中采用VDエ藝進行真空精煉，然后再對第一真空罐18a抽真空，當第二真空罐18b真空度<第一真空罐18a真空度時，驅動機構7帶動虹吸管8的活動部分24下降與固定部分23對接，然后采用與第一種鑄錠設備相 同的觸發方式觸發虹吸鋼液流熔化鋁合金片26，形成虹吸澆注。
權利要求
1.鑄錠的方法，包括的步驟為a、將澆注模(16)和鋼包(5)置于真空環境中；b、在澆注模(16)和鋼包(5)之間加載虹吸管(8)并確保加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；c、觸發鋼包(5)中的鋼液通過該虹吸管⑶而注入澆注模(16)，所述觸發方式包括在虹吸管(8)的通道與鋼包(5)中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的操作；d、借助鋼包(5)和澆注模(16)中鋼液的液面高度差完成對澆注模(13)的虹吸澆注并卸載虹吸管(8)。
2.如權利要求I所述的鑄錠的方法，其特征在于步驟c中的觸發方式包括同時對鋼包(5)中的鋼液進行吹氣攪拌的操作。
3.如權利要求2所述的鑄錠的方法，其特征在于步驟c中的所述創造壓差的方式包括通過設置于該虹吸管(8)上的吸嘴(13)對該虹吸管(8)進行負壓引流的操作。
4.如權利要求3所述的鑄錠的方法，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時堵住該吸嘴(13)。
5.如權利要求4所述的鑄錠的方法，其特征在于連接于該吸嘴(13)出口上的管道采用易熔材料制作以便當鋼液流經時自動熔斷，當易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴(13)的出口。
6.如權利要求3所述的鑄錠的方法，其特征在于步驟c中的觸發方式還包括在負壓引流前使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉以及當鋼液通過時開放該通道的操作。
7.如權利要求2所述的鑄錠的方法，其特征在于對鋼包(5)中的鋼液進行吹氣攪拌是通過鋼包底吹來實現的。
8.如權利要求7所述的鑄錠的方法，其特征在于按照使鋼液朝虹吸管(8)的進口上涌為條件來設定鋼包底吹的位置。
9.如權利要求I所述的鑄錠的方法，其特征在于在虹吸澆注的過程中對鋼包(5)進行加熱以使其中的鋼液維持恒溫狀態。
10.鑄錠的設備，其特征在于，包括用于裝載澆注模(16)和鋼包(5)的真空罐(I);由驅動機構(7)控制從而在澆注模(16)和鋼包(5)之間實現加載和卸載的虹吸管(8)，加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；用于使鋼包(5)中的鋼液通過虹吸管(8)的觸發裝置，所述觸發裝置包括用于在虹吸管(8)的通道與鋼包(5)中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的裝置。
11.如權利要求10所述的鑄錠的設備，其特征在于所述觸發裝置包括與鋼包(5)連接的吹氣攪拌裝置。
12.如權利要求11所述的鑄錠的設備，其特征在于所述觸發裝置包括負壓引流裝置，該負壓引流裝置通過設置于虹吸管(8)上的吸嘴(13)與虹吸管(8)連接。
13.如權利要求12所述的鑄錠的設備，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下該吸嘴(13)是可封堵的。
14.如權利要求13所述的鑄錠的設備，其特征在于所述吸嘴(13)的出口與負壓引流裝置之間通過易熔材料連接。
15.如權利要求12所述的鑄錠的設備，其特征在于所述觸發裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉和開放的密封裝置。
16.如權利要求11所述的鑄錠的設備，其特征在于所述吹氣攪拌裝置采用鋼包底吹裝置⑶。
17.如權利要求16所述的鑄錠的設備，其特征在于所述 鋼包底吹裝置(3)的排氣口與虹吸管(8)的進口上下相對設置。
18.如權利要求10所述的鑄錠的設備，其特征在于所述真空罐(I)中設有鋼包架(2)，該鋼包架⑵上設有鋼包加熱座(4)，所述鋼包(5)安裝在鋼包加熱座⑷內。
19.如權利要求10所述的鑄錠的設備，其特征在于所述虹吸管(8)的連接段位于真空罐⑴的外側，虹吸管⑶的上升段和下降段分別與真空罐⑴頂部的兩個導管孔(17)活動、密封連接。
20.如權利要求19所述的鑄錠的設備，其特征在于所述驅動機構(7)安裝在真空罐(I)的上表面并與虹吸管(8)連接。
21.如權利要求10所述的鑄錠的設備，其特征在于所述澆注模(16)與鋼包(5)之間設有防塵隔離裝置。
22.鑄錠的設備，其特征在于，包括用于裝載澆注模(16)的第一真空罐(18a)和用于裝載鋼包(5)的第二真空罐(18b);由驅動機構(7)控制從而在澆注模(16)和鋼包(5)之間實現加載和卸載的虹吸管(8)，加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；用于使鋼包(5)中的鋼液通過虹吸管(8)的觸發裝置，所述觸發裝置包括用于在虹吸管(8)的通道與鋼包(5)中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的裝置。
23.如權利要求22所述的鑄錠的設備，其特征在于所述觸發裝置包括與鋼包(5)連接的吹氣攪拌裝置。
24.如權利要求23所述的鑄錠的設備，其特征在于所述觸發裝置包括負壓引流裝置，所述負壓引流裝置通過設置于虹吸管(8)上的吸嘴(13)與虹吸管(8)連接。
25.如權利要求24所述的鑄錠的設備，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下該吸嘴(13)是可封堵的。
26.如權利要求24所述的鑄錠的設備，其特征在于所述觸發裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉和開放的密封裝置。
27.如權利要求24所述的鑄錠的設備，其特征在于所述虹吸管(8)的連接段位于第一真空罐(18a)和第二真空罐(18b)的外側，虹吸管(8)的上升段與第二真空罐(18b)頂部的導管孔(17)活動、密封連接，虹吸管(8)的下降段的末段構成與第一真空罐(18a)頂部的導管孔(17)固定、密封連接的固定部分(23)，該虹吸管(8)上除該固定部分(23)外為活動部分(24)，所述固定部分(23)與活動部分(24)之間通過對接結構(25)可分離連接，在活動部分(24)的出口(27)處設有在虹吸形成前后使該出口(27)封閉和開放的密封裝置。
28.用于權利要求10所述的鑄錠的設備的真空罐，其特征在于該真空罐(I)具有裝載澆注模(16)和鋼包(5)的容積，該容積的高度滿足一、當在澆注模(16)和鋼包(5)之間加載虹吸管(8)后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；二、虹吸澆注完成前鋼包(5)中鋼液液面高于澆注模(16)中鋼液液面。
29.如權利要求28所述的真空罐，其特征在于包括罐體(Ia)和安裝在罐體(Ia)上方且可移動的罐蓋(Ib)，所述罐蓋(Ib)上開有與虹吸管(8)的上升段和下降段相配合的導管孔(17)。
30.用于權利要求10至27中任意一項權利要求所述的鑄錠的設備的虹吸管，包括上升段、下降段以及位于上升段和下降段之間的連接段，其特征在于所述連接段包括第一彎曲部(8a)和第二彎曲部(Sb)，所述第一彎曲部(8a)和第二彎曲部(Sb)之間通過榫卯結構(11)相連。
31.如權利要求30所述的虹吸管，其特征在于所述連接段的表面設有由至少兩片瓣形件可分離扣合形成的包套(10)，該包套(10)與彎曲部之間設有若干組緊固螺栓，每組緊固螺栓由至少兩個沿周向布置的緊固螺栓(12)所組成。
32.精煉與鑄錠一體化生產工藝，包括的步驟為a、將澆注模(16)和鋼包(5)置于真空環境中并實施鋼包底吹，其中鋼包(5)中鋼液所在環境的真空度滿足鋼液真空脫氣要求；b、在澆注模(16)和鋼包(5)之間加載虹吸管(8)，確保加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；c、在鋼包底吹的同時通過設置于虹吸管(8)上的吸嘴(13)對該虹吸管(8)進行負壓引流從而觸發鋼包(5)中的鋼液通過該虹吸管(8)而注入澆注模(16) ;d、借助鋼包(5)和澆注模(16)中鋼液的液面高度差完成對澆注模(13)的虹吸澆注并卸載虹吸管(8)。
33.如權利要求32所述的精煉與鑄錠一體化生產工藝，其特征在于按照使鋼液朝虹吸管(8)的進口上涌為條件來設定鋼包底吹的位置。
34.如權利要求32或33所述的精煉與鑄錠一體化生產工藝，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時堵住該吸嘴(13)。
35.如權利要求34所述的精煉與鑄錠一體化生產工藝，其特征在于連接于該吸嘴(13)出口上的管道采用易熔材料制作以便當鋼液流經時自動熔斷，當易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴(13)的出口。
36.如權利要求32或33所述的精煉與鑄錠一體化生產工藝，其特征在于步驟c中的觸方式發還包括在負壓引流前使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉以及當鋼液通過時開放該通道的操作。
全文摘要
本發明公開了一種可改善鑄錠質量的鑄錠的方法、設備、附件及精煉與鑄錠一體化生產工藝。該方法包括的步驟為a、將澆注模和鋼包置于真空環境中；b、在澆注模和鋼包之間加載虹吸管并確保加載后該虹吸管上與澆注模對應的出口低于鋼包中的鋼液液面；c、觸發鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注模，所述觸發方式包括在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創造一個促使鋼液上升的壓差的操作；d、借助鋼包和澆注模中鋼液的液面高度差完成對澆注模的虹吸澆注并卸載虹吸管。利用虹吸原理實施真空上注，避免了鋼包水口、保護渣、鑄管磚、流鋼磚等對鋼液的污染，鋼液的二次氧化大為減輕，虹吸鋼流壓力穩定，提高了鋼錠組織的潔凈度和內在質量。
文檔編號B22D35/04GK102632226SQ20121008517
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者何德武, 桑曙光 申請人:攀枝花市立宇礦業有限公司