坯尾在线保温装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种坯尾在线保温装置及方法，属于金属铸造加工技术领域，其中坯尾在线保温装置用于立式半连铸铸坯的保温，位于铸坯坯尾外侧、结晶器下侧和铸坯保温罩上侧，包括由上至下依次排布的坯尾固定机构、测温机构和加热机构，坯尾固定机构位于坯尾的末端，用于限定铸坯在拉坯方向上的位置，加热机构包括感应加热线圈和用于调节感应加热参数的感应加热控制器，感应加热线圈套设于坯尾外侧，用于在线感应加热坯尾，测温机构用于检测坯尾的坯壳温度，并将坯壳温度实时传送至感应加热控制器；与现有技术相比，本发明专利技术坯尾在线保温装置具有适用于立式半连铸铸坯的保温、无需改变立式半连铸设备的结构和保温时间长的优点。连铸设备的结构和保温时间长的优点。连铸设备的结构和保温时间长的优点。

【技术实现步骤摘要】
坯尾在线保温装置及方法


[0001]本专利技术涉及金属铸造加工
，具体而言，涉及一种坯尾在线保温装置及方法。

技术介绍

[0002]立式半连铸是生产变形钢铸锭的方法，主要工艺是将金属液以一定的浇铸速度连续注入垂直放置的铸型结晶器中，待结晶器中的金属液冷却形成一定厚度的坯壳后，通过引锭装置缓慢将铸坯沿着垂直方向向下拉出，直到拉出计划生产的铸坯长度，再进入自然凝固阶段。但在自然凝固阶段中，铸坯的坯壳内部还盛有大量未凝固金属液，金属液通过铸坯不断向外界传热，铸坯顶部的金属液面逐步下降，金属液凝固前沿与铸坯的坯壳相互连接并向铸坯中心推进，自上而下形成一个圆锥形的缩孔，并在缩孔下方出现疏松等内部缺陷。
[0003]为了消除钢铸锭的缩孔和疏松等缺陷，本领域技术人员通常采用热顶结晶器技术，通过延缓结晶器弯月面处传热、减少瞬间热流值，降低初生坯壳强度，延缓弯月面处皮下钩状结构的长度和生长速度，从而提高铸坯的表面质量。但热顶结晶器技术在铸造铸坯中存在以下局限：首先，铸坯的铸造凝固时间通常达到10h以上，常用的热顶结晶器技术很难保证结晶器热顶内的钢水不凝固；其次，钢铸锭的立式半连铸工艺通常采用中间包长水口将钢液浇注于结晶器，再在结晶器下侧设置铸坯保温罩对拉出的大型铸坯进行保温，如果采用热顶结晶器技术，则需要在结晶器与中间包之间插入保温冒口装置，这会导致长水口的长度超过常规设计，导致浇注过程中出现浇道堵塞风险，影响浇注稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何提供一种适用于立式半连铸铸坯的保温、无需改变立式半连铸设备的结构和保温时间长的坯尾在线保温装置。
[0005]本专利技术提供一种坯尾在线保温装置，用于立式半连铸铸坯的保温，位于铸坯坯尾外侧、结晶器下侧和铸坯保温罩上侧，包括由上至下依次排布的坯尾固定机构、测温机构和加热机构，坯尾固定机构位于坯尾的末端，用于限定铸坯在拉坯方向上的位置，加热机构包括感应加热线圈和用于调节感应加热参数的感应加热控制器，感应加热线圈套设于坯尾外侧，用于在线感应加热坯尾，测温机构用于检测坯尾的坯壳温度，并将坯壳温度实时传送至感应加热控制器。
[0006]与现有技术相比，本专利技术通过在铸坯坯尾外侧设置加热机构，用于对坯尾进行加热，以降低坯尾内部金属液的凝固速度，有效消除铸坯的缩孔和疏松缺陷；另外，通过将加热机构限定为感应加热线圈，在集肤效应的作用下，对凝固坯壳加热效果较强，对铸坯内部金属液加热效果较弱，凝固坯壳起到保温冒口作用，可有效减缓铸坯在长时间凝固过程中内部金属液的凝固速度，也可以对坯尾进行长时间加热，延长坯尾保温时间，从而为铸坯芯部金属液补缩创造有利条件；再者，感应加热线圈设置在铸坯中部，避免了因铸坯内部金属
液的电磁搅拌现象而产生的卷渣风险；再者，通过采用测温机构对坯尾的坯壳温度进行检测，将坯壳温度传送至感应加热控制器，实时指导感应加热控制器调节感应加热参数，以满足坯尾保温需求并降低坯尾重熔风险；再者，在铸坯头部有引锭装置支撑的情况下，将坯尾固定机构安装在坯尾的末端位置，有效抑制铸坯晃动；再者，由于立式半连铸设备的结晶器与铸坯保温罩并不连接，因此只要调整结晶器与铸坯保温罩的相对位置，并将坯尾在线保温装置设置在它们中间，即可在不影响铸坯浇注的情况下对铸坯保温，无需改变立式半连铸设备的结构，装置适用性广。
[0007]作为优选，坯尾固定机构包括多个夹块和驱动夹块张开或闭合的夹持器，当多个夹块张开时，铸坯沿拉坯方向移动，当多个夹块闭合时，铸坯与坯尾固定机构保持相对固定。
[0008]作为优选，当多个夹块与铸坯相抵后，相邻两个夹块的相邻两端之间设有间隙。
[0009]作为优选，夹块内侧设有导热层，导热层的材质为石墨。
[0010]作为优选，感应加热线圈的内侧设有耐火保护内衬，感应加热线圈由铜管绕制而成，铜管外侧设有绝缘层，绝缘层由绝缘树脂内层和云母外层组成。
[0011]作为优选，当铸坯的固相线温度与坯壳温度差值小于设定值时，感应加热控制器用于减小感应加热电流、感应加热频率和感应加热时间中的一种或多种感应加热参数。
[0012]作为优选，坯尾在线保温装置还包括冷却机构，冷却机构位于坯尾固定机构下侧和测温机构上侧，用于冷却坯尾的末端。
[0013]作为优选，冷却机构包括多个气雾喷嘴，多个气雾喷嘴围绕铸坯外侧均匀设置，气雾喷嘴用于向坯尾的坯壳喷射水雾。
[0014]本专利技术还提供一种坯尾在线保温方法，使用任一前述的坯尾在线保温装置，包括以下步骤：
[0015]步骤S1，当铸坯结束拉坯阶段并进入静置自然凝固阶段时，将坯尾在线保温装置安装于铸坯坯尾外侧、结晶器下侧和铸坯保温罩上侧；
[0016]步骤S2，启动坯尾固定机构并夹持坯尾末端，以固定铸坯，然后控制感应加热控制器调节感应加热参数，对铸坯进行加热保温；
[0017]步骤S3，启动测温机构检测坯尾的坯壳温度，并将坯壳温度实时传递给感应加热控制器，当坯壳温度与铸坯的固相线温度差值小于设定值时，控制感应加热控制器减小感应加热电流、感应加热频率和感应加热时间中的一种或多种，以降低坯壳温度，使坯壳温度与铸坯的固相线温度差值大于设定值；
[0018]步骤S4，当铸坯完全凝固后，依次将感应加热参数调为零并关闭测温机构，再控制坯尾固定机构松开坯尾末端，然后通过引锭装置将铸坯沿拉坯方向拉坯，以对下一段坯尾在线保温。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的坯尾在线保温方法，通过将坯尾在线保温装置集成于立式半连铸设备中的结晶器和铸坯保温罩之间，不影响拉坯阶段中的结晶器和浇注系统的正常工作，不改变结晶器、浇注系统和铸坯保温罩的常规结构设计，操作灵活度高；另外，通过在线保温方法对铸坯坯尾长时间在线加热保温，有效降低坯尾金属液的凝固速度、抑制宏观缩孔和提高铸坯的材料收得率；再者，本专利技术的坯尾在线保温方法简单易操作，无需复杂程序控制。
[0020]作为优选，坯尾在线保温装置的高度为铸坯的高度的5％
‑
15％，夹块的厚度为25
‑
50mm，感应加热线圈内侧的坯壳的厚度为50
‑
200mm。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中坯尾在线保温装置的纵截面结构示意图；
[0022]图2为图1中坯尾固定机构处的横截面结构示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例二中坯尾在线保温装置的保温效果示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1、铸坯，100、坯尾，110、坯壳，2、结晶器，3、铸坯保温罩，4、坯尾固定机构，400、夹块，401、间隙，5、测温机构，6、加热机构，600、感应加热线圈，610、耐火保护内衬，7、冷却机构，8、金属液。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种坯尾在线保温装置，用于立式半连铸铸坯(1)的保温，位于铸坯(1)坯尾(100)外侧、结晶器(2)下侧和铸坯保温罩(3)上侧，其特征在于，包括由上至下依次排布的坯尾固定机构(4)、测温机构(5)和加热机构(6)，所述坯尾固定机构(4)位于所述坯尾(100)的末端，用于限定所述铸坯(1)在拉坯方向上的位置，所述加热机构(6)包括感应加热线圈(600)和用于调节感应加热参数的感应加热控制器，所述感应加热线圈(600)套设于所述坯尾(100)外侧，用于在线感应加热所述坯尾(100)，所述测温机构(5)用于检测坯尾(100)的坯壳温度，并将所述坯壳温度实时传送至所述感应加热控制器。2.根据权利要求1所述的坯尾在线保温装置，其特征在于，所述坯尾固定机构(4)包括多个夹块(400)和驱动所述夹块(400)张开或闭合的夹持器，当多个所述夹块(400)张开时，所述铸坯(1)沿所述拉坯方向移动，当多个所述夹块(400)闭合时，所述铸坯(1)与所述坯尾固定机构(4)保持相对固定。3.根据权利要求2所述的坯尾在线保温装置，其特征在于，当多个所述夹块(400)与所述铸坯(1)相抵后，相邻两个所述夹块(400)的相邻两端之间设有间隙。4.根据权利要求2所述的坯尾在线保温装置，其特征在于，所述夹块(400)内侧设有导热层，所述导热层的材质为石墨。5.根据权利要求1所述的坯尾在线保温装置，其特征在于，所述感应加热线圈(600)的内侧设有耐火保护内衬(610)，所述感应加热线圈(600)由铜管绕制而成，所述铜管外侧设有绝缘层，所述绝缘层由绝缘树脂内层和云母外层组成。6.根据权利要求1所述的坯尾在线保温装置，其特征在于，当所述铸坯(1)的固相线温度与所述坯壳温度差值小于设定值时，所述感应加热控制器用于减小感应加热电流、感应加热频率和感应加热时间中的一种或多种感应加热参数。7.根据权利要求1所述的坯尾在线保温装置，其特征在于，还包括冷却机构(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈磊，张亮，戴广惠，邓春栋，邢思深，
申请(专利权)人：中国第一重型机械股份公司，
类型：发明
国别省市：