金属坯立式连续铸造设备制造技术

本实用新型专利技术涉及金属坯料生产领域，旨在解决现有技术中金属坯连续铸造方式所存在的问题，提供金属坯立式连续铸造设备，其包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直，然后定尺切断和直线出料。本实用新型专利技术的有益效果是，采用金属坯立式连续铸造设备，金属坯内在质量和外观质量好，金属应力状态稳定，生产效率高，可以自动连续生产超长金属坯。

Vertical Continuous Casting Equipment for Metal Billets

【技术实现步骤摘要】
金属坯立式连续铸造设备
本技术涉及金属坯料生产领域，具体而言，涉及金属坯立式连续铸造设备。
技术介绍
立式连续铸造技术广泛应用于生产钢铁行业，金属坯传统的生产方式为：立式铸造、水平连续铸造和立弯式(弧形)连续铸造。对于超长小截面金属坯来说，传统的生产方式或设备不适合生产该类金属坯，分别存在以下的缺点：(1)采用立式铸造，由于金属坯长度的局限性，因此不适合超长金属坯的生产；(2)采用水平连续铸造，金属液体的自重会对液穴形态、散热方向和凝固时的体积收缩产生影响，铸锭上部很容易出现“月牙状”的空隙而产生内部缩孔、疏松等质量缺陷，外表出现坑洼质量缺陷；(3)采用水平连续铸造，对于合金金属坯来说会产生密度(比重)偏析，密度大的元素在下，而密度小的元素在上，铸件内部的化学成分不均匀，影响其力学性能、物理性能、抗磨性能和加工性能；(4)采用水平连续铸造，金属坯采用“正拉-停-反推-正拉”的生产工艺方法，对于小截面金属坯来说，很容易产生拉细、拉断或拉漏等故障；(5)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，结晶器弧形结晶，弧形金属坯的内径和外径不同，当金属坯由弧形矫直为直线状态时，其截面变形、壁厚不均形成外部质量缺陷，内径和外径金属应力状态不同；(6)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，结晶器做弧形振动，因重力影响，结晶器出口各个方位的磨损量不均匀，使用寿命低；(7)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，结晶器与浇铸包分开，对于小截面金属坯来说，结晶器容积小，其液面高度波动受浇铸速度影响大，难以控制合理高度的浇铸液面，不能进行低速铸造或者高速铸造，工艺性差、金属坯范围小；(8)采用传统的立弯式(弧形)连续铸造，弧形引锭杆长、占用存放空间大、运动环节多，辅助时间长，设备产能低。如何实现超长小截面金属坯的连续铸造生产，满足金属坯长度、保证金属坯质量、实现高效生产，是目前传统连续铸造生产方法亟待解决的难题。
技术实现思路
本技术旨在提供一种金属坯立式连续铸造设备，以解决现有技术中金属坯连续铸造方式所存在的问题。本技术的实施例是这样实现的：本技术实施例提供本实施例提供金属坯立式连续铸造设备，包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，金属坯运行轨道包括依次过渡连接的竖直段、弧形段和矫直段；储液结晶组件包括结晶器，结晶器对应设置于竖直段，结晶器的内部设置有呈立式状的结晶器内芯，结晶器的结晶出口立式向下；牵引装置位于结晶器的下方，且对应设置于竖直段的与弧形段的衔接处，牵引装置能够沿竖直方向牵引金属坯；弯曲装置位于牵引装置的下方，且对应设置于弧形段，弯曲装置能够将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引金属坯；矫直装置位于弯曲装置的下方，且对应设置于弧形段和矫直段的衔接处，矫直装置能够将弧形的金属坯矫直为直线状态并沿直线方向输送；引锭杆能够封闭结晶出口和开启结晶出口，并且将金属坯牵引出结晶出口。金属坯立式连续铸造设备，生产工艺流程为：立式浇铸→立式结晶→立式牵引→弧形弯曲→矫直→定尺切断→直线出料，先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直，然后定尺切断和直线出料，而非弧形成型再矫直及定尺切断的生产工艺。金属坯的截面形状为圆形、矩形、空心圆、空心矩形、其它异型材。金属坯立式连续铸造设备整体外形为90°(85～95°)弧形布置。结晶器的出口方向垂直向下，即立式浇铸，而非弧形浇铸。牵引装置的牵引方向为垂直方向，而非弧形方向牵引，牵引力和牵引速度的大小可以无级调整，牵引方向为双向切换，既可以向下，也可以向上。弯曲装置是将冷却成型的立式金属坯弯曲成弧形，金属坯的弯曲半径与金属坯运行轨道的弧形半径大小相等。实施例过程是这样的：浇铸准备步骤：引锭杆向上运动，插入储液结晶组件的结晶器的结晶出口，使结晶器的结晶出口关闭；立式结晶步骤：利用结晶器将置于结晶器内芯的金属液冷却并结晶形成沿竖直方向分布的金属坯；立式牵引步骤：利用牵引装置沿竖直方向将金属坯从结晶器的结晶出口拉出并牵引入弯曲装置；弯曲步骤：利用弯曲装置将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引入矫直装置；矫直步骤：矫直装置将弧形的金属坯矫直为直线状态并输出。先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直。金属坯内在质量和外观质量好，金属应力状态稳定。在本实施例的一种实施方式中：金属坯立式连续铸造设备还包括位于弯曲装置下方的引锭杆处理装置；引锭杆处理装置包括筒体、夹送装置和转动轴；引锭杆和夹送装置设置于筒体，夹送装置能够驱动引锭杆沿竖直方向来回往复移动以使引锭杆封闭结晶出口和开启结晶出口，引锭杆的中心线与结晶器的结晶出口的中心线重合，筒体与转动轴铰接，筒体能够围绕转动轴转动以使引锭杆与金属坯的结合处分离。在本实施例的一种实施方式中：储液结晶组件还包括储液容室；储液容室的下方设置至少一个结晶器，结晶器的入液口和储液容室连通。在本实施例的一种实施方式中：储液结晶组件还包括能够沿竖直方向作往复运动的振动装置；储液容室与结晶器均设置于振动装置。在本实施例的一种实施方式中：金属坯立式连续铸造设备还包括液面高度处理系统；液面高度处理系统包括液位检测装置和注液控制装置；液位检测装置包括探针、探针运动机构、电信号导通检测装置、探针位置检测装置和控制器，探针与电信号导通检测装置电连接，电信号导通检测装置和探针位置检测装置分别与控制器电连接，控制器与注液控制装置电连接；探针运动机构驱动探针与储液容室内的金属液面接触并形成液面导通信号输送给电信号导通检测装置，电信号导通检测装置将液面导通信号输送给控制器，探针位置检测装置能够检测探针的位置并形成位置信号输送给控制器，控制器同步接收液面导通信号和对应的位置信号后形成液面高度信号输送给注液控制装置，由注液控制装置控制注入储液容室的注液量。在本实施例的一种实施方式中：金属坯立式连续铸造设备还包括设置于结晶出口下方的冷却水密封收集装置，冷却水密封收集装置包括冷却水收集箱、气体吹扫室和机械密封件；冷却水收集箱设置有沿竖向方向并排分布且环绕金属坯的外周设置的第一腔室和第二腔室；第一腔室的底部设置有多个连通第一腔室和第二腔室的落水孔，第一腔室的底部设置有金属坯贯穿的密封口，机械密封件设置于第一腔室且能够密封密封口；气体吹扫室设置于第二腔室，气体吹扫室设置有进气口和吹气口，进气口穿过第二腔室与外界气源连通，吹气口环绕金属坯的外周设置且与密封口相对；第二腔室的底部设置有金属坯贯穿的贯穿口，气体吹扫室设置于第二腔室的底部且密封罩设于贯穿口的上方。在本实施例的一种实施方式中：弯曲装置包括左上弯曲辊、右上弯曲辊、下弯曲辊、第一曲辊驱动机构和第二曲辊驱动机构；左上弯曲辊和右上弯曲辊相对设置且两者之间形成弯曲输送通道，第一曲辊驱动机构驱动左上弯曲辊和右上弯曲辊沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，左上弯曲辊和右上弯曲辊位于最左工位时，弯曲输送通道与结晶器的结晶出口对齐，左上弯曲辊和右上弯曲辊位于最右工位时，弯曲输送通道与金属坯运行轨道的弧形段重合；下弯曲辊位于左上弯曲辊的下方，第二曲辊驱动机构能够驱动下弯曲辊沿水平方向来回移动以到达最左工位和最右工位，下弯曲辊位于最右工位时，下弯曲辊的辊面与弧形段的外侧重合。在本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，所述金属坯运行轨道包括依次过渡连接的竖直段、弧形段和矫直段；所述储液结晶组件包括结晶器，所述结晶器对应设置于所述竖直段，所述结晶器的内部设置有呈立式状的结晶器内芯，所述结晶器的结晶出口立式向下；所述牵引装置位于所述结晶器的下方，且对应设置于所述竖直段的与所述弧形段的衔接处，所述牵引装置能够沿竖直方向牵引金属坯；所述弯曲装置位于所述牵引装置的下方，且对应设置于所述弧形段，所述弯曲装置能够将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引金属坯；所述矫直装置位于所述弯曲装置的下方，且对应设置于所述弧形段和所述矫直段的衔接处，所述矫直装置能够将弧形的金属坯矫直为直线状态并沿直线方向输送；所述引锭杆能够封闭所述结晶出口和开启所述结晶出口，并且将金属坯牵引出所述结晶出口。

【技术特征摘要】
2018.04.25 CN 20181037739891.一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，所述金属坯运行轨道包括依次过渡连接的竖直段、弧形段和矫直段；所述储液结晶组件包括结晶器，所述结晶器对应设置于所述竖直段，所述结晶器的内部设置有呈立式状的结晶器内芯，所述结晶器的结晶出口立式向下；所述牵引装置位于所述结晶器的下方，且对应设置于所述竖直段的与所述弧形段的衔接处，所述牵引装置能够沿竖直方向牵引金属坯；所述弯曲装置位于所述牵引装置的下方，且对应设置于所述弧形段，所述弯曲装置能够将竖直的金属坯弯曲为弧形并沿弧形方向牵引金属坯；所述矫直装置位于所述弯曲装置的下方，且对应设置于所述弧形段和所述矫直段的衔接处，所述矫直装置能够将弧形的金属坯矫直为直线状态并沿直线方向输送；所述引锭杆能够封闭所述结晶出口和开启所述结晶出口，并且将金属坯牵引出所述结晶出口。2.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述金属坯立式连续铸造设备还包括位于所述弯曲装置下方的引锭杆处理装置；所述引锭杆处理装置包括筒体、夹送装置和转动轴；所述引锭杆和所述夹送装置设置于所述筒体，所述夹送装置能够驱动所述引锭杆沿竖直方向来回往复移动以使所述引锭杆封闭所述结晶出口和开启所述结晶出口，所述引锭杆的中心线与所述结晶器的结晶出口的中心线重合，所述筒体与所述转动轴铰接，所述筒体能够围绕所述转动轴转动以使所述引锭杆与所述金属坯的结合处分离。3.根据权利要求1所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述储液结晶组件还包括储液容室；所述储液容室的下方设置至少一个所述结晶器，所述结晶器的入液口和所述储液容室连通。4.根据权利要求3所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述储液结晶组件还包括能够沿竖直方向作往复运动的振动装置；所述储液容室与所述结晶器均设置于所述振动装置。5.根据权利要求3所述的金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述金属坯立式连续铸造设备还包括液面高度处理系统；所述液面高度处理系统包括液位检测装置和注液控制装置；所述液位检测装置包括探针、探针运动机构、电信号导通检测装置、探针位置检测装置和控制器，所述探针与所述电信号导通检测装置电连接，所述电信号导通检测装置和所述探针位置检测装置分别与所述控制器电连接，所述控制器与所述注液控制装置电连接；所述探针运动机构驱动所述探针与所述储液容室内的金属液面接触并形成液面导通信号输送给所述电信号导通检测装置，所述电信号导通检测装置将所述液面导通信号输送给所述控制器，所述探针位置检测装置能够检测所述探针的位置并形成位置信号输送给所述控制器，所述控制器同步接收所述液面导通信号和对应的位置信号后形成液面高度信号输送给所述注...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世雄，杨健，王振中，吴晓东，吉晓辉，殷春，武丹，李笃，
申请(专利权)人：西安麦特沃金液控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61