本实用新型专利技术属于冶金连铸技术领域，提出一种超高速小方坯连铸装置，旨在解决现有技术中铸坯鼓肚变形、冷却强度弱，铸坯温度和应力分布不匀及设备在线更换停机时间长的技术问题。本装置包括沿浇铸方向自上而下依次设置的结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置。本生产方法包括：对进入结晶器内的钢水进行第一次冷却，使之凝固收缩形成表层为薄壳且内部充满液态钢水的薄壁铸坯；再通过结晶器振动装置向所述薄壁铸坯与结晶器铜管的间隙中填入保护渣；并利用二次冷却装置对所述薄壁铸坯进行第二次冷却，使之内部钢水凝固并由液态完全转变为固态形成实心铸坯。本实用新型专利技术实现了超高速情况下的铸坯温度和应力分布均匀，且铸坯不会鼓肚变形。肚变形。肚变形。
【技术实现步骤摘要】
一种超高速小方坯连铸装置
[0001]本技术属于冶金连铸
，具体涉及一种超高速小方坯连铸装置。
技术介绍
[0002]在冶金领域中，小方坯连铸机是最为传统的常规连铸机，目前小方坯连铸机拉速普遍不高，针对如150mm
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150mm常规小方坯连铸拉速绝大多数在2.0～3.5m/min之间，单台流数多，吨钢生产运营成本高，而提高小方坯连铸机拉速，可以减少连铸机流数，同时降低建设投资和生产运营成本，更是实现小方坯无头轧制的重要前提，因此研制超高速小方坯连铸装置对钢铁企业意义重大。
[0003]目前常规小方坯铸坯过程中存在的缺陷有：(1)铸坯角部往往由于二维收缩使得新生坯壳在周向上的温度和应力分布不均匀，从而导致角部或偏角部质量缺陷，对提高拉速有限； (2)结晶器铜管与铸坯坯壳间的润滑易因液面波动大导致卷渣；(3)结晶器冷却水的通水面积较大，冷却水与铜管接触的周长较短，铜管传热不够，导致冷却强度不够；(4)高速拉坯过程中，二冷导向段更换所需的时间较长，导致停机时间长。因此，常规小方坯铸坯机不能满足生产超高速小方坯的要求。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种超高速小方坯连铸装置，旨在解决现有技术中铸坯鼓肚变形、冷却强度弱，铸坯温度和应力分布不匀及设备在线更换停机时间长的技术问题。
[0005]本技术是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本技术还提供一种超高速小方坯连铸装置，包括沿浇铸方向自上而下依次设置的结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置；结晶器包括贯穿于结晶器振动装置中的结晶器铜管和设于结晶器铜管上的水冷结构；结晶器振动装置包括振动本体、设于振动本体内的驱动单元及连接于振动本体上并用于水平滑移振动本体的快换单元；二次冷却装置包括沿浇铸方向依次分成的多个二次冷却区，且靠近结晶器振动装置的至多四个二次冷却区为超强降冷区，后续的二次冷却区为逐步回温区。
[0007]本技术的工作原理是：钢水首先在结晶器内进行第一次冷却，使其凝固收缩形成内部充满钢水，表面为一层薄坯壳的薄壁铸坯；接着在浇铸过程中，通过结晶器振动装置不断向薄壁铸坯和结晶器铜管的间隙中填入保护渣，保证薄壁铸坯与结晶器铜管之间的充分润滑，随后薄壁铸坯进入二次冷却装置进行二次冷却，使内部钢水凝固由液态完全转变为固态形成实心铸坯，如铸坯断面规格为100～250mm
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100～250mm，其正常拉坯速度范围可控制在 4～7m/min。
[0008]进一步，水冷结构为设置在结晶器铜管壁厚内的纵向水孔，纵向水孔的形状为圆形、方形或异形，纵向水孔在结晶器铜管任意一侧上的数量为6～15个，且单个纵向水孔的直径为 8～12mm、圆心距结晶铜管工作面的距离为10～16mm。
[0009]进一步，水冷结构为设置在结晶器铜管背部并呈间隔布置的纵向水槽，纵向水槽的凹面为弧面或平面，所述纵向水槽在结晶器铜管任意一侧上的数量为6～15个，且单个纵向水槽的深度为结晶器铜管壁厚的25％～50％、宽度为铸坯边长的3％～8％。
[0010]进一步，驱动单元采用电液直驱伺服振动结构，快换单元采用大行程的水平油缸。
[0011]进一步，超强降冷区采用若干个小辊径密排辊结构，且布置长度为1～4m；所述逐步回温区采用大间隙单辊支撑结构，且布置长度为3～10m，每个二次冷却区的两侧上均相对布置有多个喷嘴，且超强降冷区的喷嘴布置密度大于逐步回温区的喷嘴布置密度，喷嘴采用水喷嘴或气水喷嘴。
[0012]进一步，所述结晶器铜管的内腔自背离二次冷却装置的一端向靠近二次冷却装置的一端逐渐缩小且呈幂函数变化。
[0013]本技术的优点在于：
[0014]1)、本技术连铸装置对结晶器铜管的腔型采用幂函数锥度曲线，使之在纵向上更符合铸坯的凝固收缩规律，及在周向上保证铸坯温度和应力分布均匀，为稳定的超高速连铸提供了保证。
[0015]2)、本技术连铸装置的结晶器通过设置水冷结构，能够减少结晶器冷却水的通水面积，增加冷却水与铜管接触的周长，以强化铜管传热。
[0016]3)、本技术连铸装置通过采用大行程的水平油缸对结晶器振动装置进行水平移动，使得超高速小方坯连铸装置的二次冷却装置在线更换速度快，减少了更换设备所需的停机时间。
[0017]4)、本技术连铸装置的二次冷却装置采用小辊径密排辊结构，对铸坯内弧、外弧、左右侧进行支撑和导向，可有效降低铸坯的鼓肚变形。
[0018]5)、本技术连铸装置的二次冷却装置的各二次冷却区两侧面上密集设置了喷嘴，其嘴排布间距较小，且超强降冷区和逐步回温区可采用不同的喷嘴，提升冷却效果。
[0019]本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0020]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步的详细描述，其中：
[0021]图1是本技术的超高速小方坯连铸装置的纵向截面示意图。
[0022]图2是本技术的结晶器水冷结构的纵向水孔横向截面示意图；
[0023]图3是本技术的结晶器水冷结构的纵向水槽横向截面示意图；
[0024]图4是本技术超高速小方坯连铸生产方法的流程示意图。
[0025]附图标记：10
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结晶器，11
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铜管，12
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水冷结构；20
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振动装置，21
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快换单元；30
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二次冷却装置，31
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二冷一区，32
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二冷二区，33
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二冷三区，34
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二冷四区，35
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二冷五区，36
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二冷六区，37
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小辊径密排辊结构，38
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大间隙单辊支撑结构，39
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喷嘴。
具体实施方式
[0026]以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]如图1所示，本实施例提及的超高速小方坯连铸装置包括有结晶器10、结晶器振动装置 20和二次冷却装置30，其中：结晶器10安装在结晶器振动装置20的上方，主要由结晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超高速小方坯连铸装置，其特征在于，包括沿浇铸方向自上而下依次设置的结晶器(10)、结晶器振动装置(20)、二次冷却装置(30)；所述结晶器包括贯穿于结晶器振动装置中的结晶器铜管(11)和设于结晶器铜管上的水冷结构(12)；所述结晶器振动装置包括振动本体、设于振动本体内的驱动单元及连接于振动本体上并用于水平滑移振动本体的快换单元(21)；所述二次冷却装置包括沿浇铸方向依次分成的多个二次冷却区，且靠近结晶器振动装置的至多四个二次冷却区为超强降冷区，后续的二次冷却区为逐步回温区。2.如权利要求1所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述水冷结构为设置在结晶器铜管壁厚内的纵向水孔，所述纵向水孔的形状为圆形、方形或异形。3.如权利要求2所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述纵向水孔在结晶器铜管任意一侧上的数量为6～15个，且单个纵向水孔的直径为8～12mm、圆心距结晶铜管工作面的距离为10～16mm。4.如权利要求1所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述水冷结构为设置在结晶器铜管背部并呈间隔布置的纵向水槽，所述纵向水槽的凹...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷松，彭晓华，陈将，陈南菲，孔意文，刘强，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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