一種降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置與方法
2023-05-25 06:57:21
一種降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置與方法
【專利摘要】一種降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置與方法，屬於方坯連鑄設備與方法【技術領域】，用於減少冷鋼在開澆過程中對結晶器下口的磨損和劃傷。其技術方案是：在方坯連鑄開澆前，在冷鋼和結晶器內壁之間放入本發明的低碳鋼板製成的隔離環，隔離環與結晶器有相同的錐度，隔離環與結晶器內壁之間留有2-5mm縫隙，隔離環高度超過冷鋼高度。本發明的隔離環可以保證鋼水注入結晶器後冷鋼膨脹時，在冷鋼與結晶器內壁之間形成有效隔離，起到良好的保護與潤滑作用，降低結晶器內壁磨損的同時防止結晶器內壁被冷鋼劃傷。本發明的隔離環具有結構簡單、使用方便的優點。本發明的方法簡單、操作容易，對結晶器內壁能夠達到良好的隔離和保護效果。
【專利說明】—種降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及方坯連鑄結晶器的保護裝置及方法，屬於方坯連鑄設備與方法【技術領域】。
【背景技術】
[0002]連鑄結晶器在支撐鋼液初生坯殼的同時，主要作用是將鋼液及坯殼內的熱傳導出去，加速坯殼的形成，使鑄坯在移出結晶器下口時保證有足夠厚度的坯殼。結晶器為了實現其良好的導熱性，結晶器的斷面必須隨鑄坯斷面不斷收縮而變化，通過將結晶器做成一定倒錐度的方法來實現上述功能。但是，在結晶器的使用過程中，結晶器下口的磨損逐漸增大，結晶器錐度偏離原有設計值，結晶器過大的錐度會造成結晶器對坯殼的擠壓，導致角部凹陷，坯殼與結晶器的摩擦增加，加劇結晶器的磨損，還會出現表面增銅，在角部區域由於氣隙的作用會形成熱點，造成坯殼減薄和裂紋。如果前期結晶器設計錐度小會使氣隙增大，熱流減小，坯殼減薄，容易發生漏鋼；另外錐度過小會使角部轉動加劇，誘發皮下裂紋和縱向凹陷的產生。通過現場多年的摸索發現:結晶器磨損的劇烈時期是開澆時刻，結晶器封堵引錠頭所使用的冷鋼對結晶器內壁的磨損甚至劃傷是結晶器初期磨損的關鍵因素。這種現象在方坯結晶器中尤為明顯，並且結晶器截面積越小這種表現更加突出。其原因主要是結晶器內部沒有足夠的空間容納冷料的熱膨脹，進而造成開澆時冷料與結晶器內壁相對接觸過程中造成嚴重磨損與劃傷。寶山鋼鐵股份有限公司申請的《一種大方坯連鑄引錠用密封件》(中國專利號200920209787.7)和山西太鋼不鏽鋼股份有限公司申請的《一種封堵引錠頭的方法》(中國專利號201010225735.6)，對結晶器堵頭進行有改進，降低了連鑄開澆漏鋼率，但是沒有關注開澆結晶器磨損情況，不能有效改善開澆初期結晶器的磨損；濟鋼集團有限公司申請的《一種減少中厚板坯連鑄機結晶器銅板磨損的終澆封頂方法》(中國專利號201410112753.1)關注了澆鑄末期鑄坯對結晶器的磨損情況，而沒有解決開澆時刻的結晶器磨損。迄今為止，如何避免開澆初期的結晶器的冷料磨損及劃傷的控制方法未見相關的報導或應用，有必要採取措施加以解決。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置與方法，這種裝置和方法能夠減少冷料在開澆過程中對結晶器下口的磨損和劃傷，對結晶器內壁起到有效的保護作用，同時具有易於操作、便於維護的優點。
[0004]解決上述技術問題的技術方案是:
一種降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置，它是一個鋼製隔離環，隔離環為環形四面體，四面體的四個平面環繞連接，四個平面之間為空腔，隔離環的四個平面分別與結晶器的四個內壁平行相對，隔離環的四個平面的外壁與結晶器的四個內壁之間有2-5mm縫隙。
[0005]上述降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置，所述隔離環的四個平面的厚度為0.5mm至1.5mm,隔離環的高度為300-500mm。
[0006]一種使用上述裝置的降低方坯結晶器銅管下口磨損的方法，它採用以下步驟進行:
a.將方坯引錠頭升入結晶器內部正常位置後，使用石棉繩將引錠頭和結晶器之間的縫隙堵死，上面覆蓋鐵屑；
b.在結晶器內部放入隔離環，調整隔離環與結晶器內壁之間的間隙適配；
c.在隔離環內部放入冷鋼，隔離環的上口邊緣高於冷鋼的上端；
d.執行正常開澆程序；
e.開澆過程延時8-15秒，保證隔離環有效軟熔；
f.澆鑄起步，進入正常澆鋼狀態。
[0007]上述降低方坯結晶器銅管下口磨損的方法，所述隔離環結構與對應的開澆延時時間如下:
隔離環的厚度< 1mm，隔離環的高度350-450mm,開燒延時時間8-12秒；
隔離環的厚度< 1mm，隔離環的高度400-500mm,開燒延時時間10-13秒；
隔離環的厚度1-1.5mm,隔離環的高度400-500mm，開澆延時時間12-15秒。
[0008]本發明的有益效果是:
本發明適用於小斷面方還，尤其適用於150*150mm和200*200mm方還,在方還連鑄開燒前，進行堵引錠操作過程中，在冷鋼和結晶器內壁之間放入本發明的低碳鋼板製成的隔離環，隔離環的外形與結晶器內壁相同，與結晶器有相同的錐度，隔離環與結晶器內壁之間留有2-5mm縫隙，隔離環高度超過冷鋼高度，同時在熔化狀態下保證有效高度的軟熔態。本發明的隔離環可以保證鋼水注入結晶器後冷鋼膨脹時，在冷鋼與結晶器內壁之間形成有效隔離，起到良好的保護與潤滑作用，降低結晶器內壁磨損的同時防止結晶器內壁被冷鋼劃傷。本發明的隔離環具有結構簡單、使用方便的優點。本發明的方法簡單、操作容易，對結晶器內壁能夠達到良好的隔離和保護效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是隔離環的結構示意圖；
圖2—圖7是本發明的開澆過程示意圖。
[0010]圖中標記如下:結晶器1、引錠頭連接杆2、石棉繩3、引錠頭4、隔離環5、冷鋼6、鋼水7、軟熔態冷料8、軟熔態隔離環9、正常生產的鑄坯10。
【具體實施方式】
[0011]本發明通過在冷料和結晶器內壁之間放入一種低碳鋼板製成的隔離環，隔離環可以保證鋼水注入結晶器後冷鋼膨脹時，在冷鋼與結晶器內壁之間形成有效保護，降低結晶器內壁磨損同時有效防止結晶器內壁被冷鋼劃傷。
[0012]圖1顯示，隔離環5為環形四面體，四面體的四個平面環繞連接，四個平面之間為空腔，隔離環5的四個平面分別與結晶器I的四個內壁平行相對。
[0013]隔離環5採用低碳鋼板SPHC等軟鋼為材料,一般採用厚度介於0.5mm至1.5mm鋼板製成，鋼板太薄時在高溫鋼水的衝刷下迅速融化，不能起到有效的保護作用；鋼板太厚時，開澆後有限的時間內其不能有效熔化，將造成「空殼漏鋼」事故發生。
[0014]隔離環5外壁的錐度與結晶器I錐度相匹配的情況下，保留隔離環5與結晶器I內壁之間留有2-5mm縫隙。
[0015]隔離環5高度為300-500mm，保證其高度超過冷鋼6高度，同時在熔化狀態下保證有效高度的軟熔態，起到良好的隔離與潤滑作用，保護結晶器內壁。
[0016]本發明採用以下步驟進行:
圖2顯示，將方坯引錠頭升入結晶器I內部正常位置後，使用石棉繩3將引錠頭4和結晶器I之間的縫隙堵死，上面覆蓋鐵屑。
[0017]圖3顯示，在結晶器I內部放入隔離環5，調整隔離環5與結晶器I內壁之間的間隙適配。
[0018]圖4顯示，在隔離環5內部放入冷鋼6，隔離環5的上口邊緣高於冷鋼6的上端。
[0019]圖5顯示，執行正常開澆程序。
[0020]圖6顯示，開澆過程延時8-15秒，保證隔離環5有效軟熔。
[0021]圖7顯示，澆鑄起步，進入正常澆鋼狀態。
[0022]本發明的關鍵過程是開澆延時的過程控制。
[0023]在開澆過程中，開澆後高溫鋼水注入結晶器I內，冷鋼6受熱膨脹，隔離環5在冷鋼6和結晶器I內壁之間起到了很好的隔離作用，隔離環5受熱軟熔，在連鑄起步過程中起到的很好的熔化作用。其中關鍵控制點是:隔離環5在高溫鋼水輻射下軟化、熔化程度的把控，既要是隔離環5有足夠的時間進行軟化起到有效的保護結晶器I內壁的作用，又不能使隔離環5熔化過多，失去保護作用。所以隔離環5的厚度及高度選擇和連鑄開澆延時時間應該很好匹配，防止不熔或過熔現象的發生。
[0024]本發明的隔離環5結構與對應的開澆延時時間如下:
隔離環的厚度< 1mm，隔離環的高度350-450mm,開燒延時時間8-12秒；
隔離環的厚度< 1mm，隔離環的高度400-500mm,開燒延時時間10-13秒；
隔離環的厚度1-1.5mm,隔離環的高度400-500mm，開澆延時時間12-15秒。
【權利要求】
1.一種降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置，其特徵在於:它是一個鋼製隔離環(5)，隔離環(5)為環形四面體，四面體的四個平面環繞連接，四個平面之間為空腔，隔離環(5)的四個平面分別與結晶器(I)的四個內壁平行相對，隔離環(5)的四個平面的外壁與結晶器(I)的四個內壁之間有2-5mm縫隙。
2.根據權利要求1所述的降低方坯結晶器銅管下口磨損的裝置，其特徵在於:所述隔離環(5)的四個平面的厚度為0.5mm至1.5mm,隔離環(5)的高度為300_500mm。
3.一種使用上述裝置的降低方坯結晶器銅管下口磨損的方法，其特徵在於:它採用以下步驟進行: a.將方坯引錠頭(4)升入結晶器(I)內部正常位置後，使用石棉繩(3)將引錠頭(4)和結晶器(I)之間的縫隙堵死，上面覆蓋鐵屑； b.在結晶器(I)內部放入隔離環(5)，調整隔離環(5)與結晶器(I)內壁之間的間隙適配； c.在隔離環(5)內部放入冷鋼(6)，隔離環(5)的上口邊緣高於冷鋼(6)的上端； d.執行正常開澆程序； e.開澆過程延時8-15秒，保證隔離環(5)有效軟熔； f.澆鑄起步，進入正常澆鋼狀態。
4.根據權利要求3所述的降低方坯結晶器銅管下口磨損的方法，其特徵在於:所述隔離環結構與對應的開澆延時時間如下: 隔離環(5)的厚度< 1mm，隔離環(5)的高度350_450mm，開澆延時時間8-12秒； 隔離環(5)的厚度< 1mm，隔離環(5)的高度400-500mm，開澆延時時間10-13秒； 隔離環(5)的厚度1-1.5mm，隔離環(5)的高度400-500mm，開澆延時時間12-15秒。
【文檔編號】B22D11/04GK104399914SQ201410600885
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】魏廣民, 唐恆國, 谷鳳龍, 李金波, 曹梅林, 任剛, 薛麗華, 靳國兵, 盧巧婷, 劉曉峰 申請人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司