生产连铸圆坯的连铸系统及连铸方法技术方案

本发明专利技术提供了一种生产连铸圆坯的连铸系统及连铸方法。生产连铸圆坯的连铸系统，包括：椭圆结晶器，包括结晶部和冷却部，结晶部包括安装壳和冷凝管，冷凝管内孔的横截面为椭圆形，以将钢水冷凝成带有液芯的椭圆坯，冷却部用于对椭圆坯进行预冷；结晶器振动装置用于驱动椭圆坯从椭圆结晶器内排出；冷却装置用于对椭圆坯进行二次冷却；拉矫装置包括沿椭圆坯的铸流方向依次设置的多个矫直件，多个矫直件能够对椭圆坯施加压紧力以将椭圆坯连续压制为连铸圆坯，拉矫装置被配置为能够牵引椭圆坯沿铸流方向运动。本发明专利技术的技术方案的生产连铸圆坯的连铸系统既能将椭圆坯压缩为圆坯，又改善铸坯中心裂纹等内部组织缺陷的问题。铸坯中心裂纹等内部组织缺陷的问题。铸坯中心裂纹等内部组织缺陷的问题。

【技术实现步骤摘要】
生产连铸圆坯的连铸系统及连铸方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体而言，涉及一种生产连铸圆坯的连铸系统及连铸方法。

技术介绍

[0002]大规格连铸圆坯易产生中心裂纹，直接轧制无缝钢管，会造成钢管内折叠等缺陷；连铸板坯或方坯可采用轻压下技术解决上述问题，但连铸圆坯轻压下不能实现均匀变形，可能造成圆坯椭圆度过大，导致轧制无缝钢管时穿孔卡轧、连轧后壁厚不均等问题。
[0003]申请号为201410515015.1的专利公开了一种生产大规格椭圆坯的连铸系统及连铸工艺：通过严格控制中间包内钢水过热度和拉坯速度等参数，对椭圆坯矫直的同时实施轻压下，解决椭圆坯中心偏析、中心疏松质量问题，提高椭圆坯的心部质量，代替板坯进行厚板材的轧制，通过提高轧制压缩比改善厚板材的内部质量。但是，该工艺生产的大规格椭圆坯不能用于直接轧制无缝钢管。
[0004]因此，本专利技术提供了一种能够解决上述问题的生产连铸圆坯的连铸系统及连铸方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种生产连铸圆坯的连铸系统及连铸方法，上述的生产连铸圆坯的连铸系统既能将椭圆坯压缩为圆坯，又改善铸坯中心裂纹等内部组织缺陷的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种生产连铸圆坯的连铸系统，包括：椭圆结晶器，包括结晶部和位于结晶部下方的冷却部，结晶部包括安装壳和设置在安装壳上的冷凝管，冷凝管内孔的横截面为椭圆形，以将钢水冷凝成带有液芯的椭圆坯，冷却部用于对椭圆坯进行预冷；结晶器振动装置，用于驱动椭圆坯从椭圆结晶器内排出；冷却装置，用于对椭圆坯进行二次冷却，冷却装置包括用于喷出冷却水的多个第一喷嘴；拉矫装置，包括沿椭圆坯的铸流方向依次设置的多个矫直件，多个矫直件用于对椭圆坯连续矫直，且多个矫直件能够对椭圆坯施加压紧力以将椭圆坯连续压制为连铸圆坯，各矫直件均包括两个间隔设置的矫直辊，拉矫装置被配置为能够牵引椭圆坯沿铸流方向运动；椭圆结晶器、结晶振动装置、冷却装置和拉矫装置沿铸流方向依次布置。
[0007]进一步地，冷却部包括与结晶部连接的安装支架、设置在安装支架上的多个足辊和用于喷出冷却水的多个第二喷嘴，多个足辊沿结晶部的周向间隔设置以支撑椭圆坯，多个第二喷嘴沿结晶部的周向设置，以对椭圆坯进行预冷。
[0008]进一步地，多个第二喷嘴沿结晶部的周向均匀间隔设置，且相邻两个足辊之间设有第二喷嘴。
[0009]进一步地，冷凝管具有进口端和出口端，自进口端至出口端，冷凝管的横截面积逐渐减小；其中，进口端的横截面为椭圆形，进口端的长轴长度比进口端的短轴长度长20mm～
40mm；且出口端的横截面为椭圆形，出口端的长轴长度比出口端的短轴长度长20mm～40mm；进口端的长轴长度比出口端的长轴长度长5mm～10mm，且进口端的短轴长度比出口端的短轴长度长5mm～10mm。
[0010]进一步地，生产连铸圆坯的连铸系统还包括用于产生连续旋转磁场的第一电磁搅拌器、第二电磁搅拌器和第三电磁搅拌器，第一电磁搅拌器位于椭圆结晶器的下方，第一电磁搅拌器、第二电磁搅拌器和第三电磁搅拌器沿铸流方向依次设置，以对椭圆坯未凝固的液芯进行搅拌。
[0011]进一步地，第一电磁搅拌器的长度方向上的中心位置与椭圆结晶器的弯月面之间具有第一间距，第一间距大于或等于9m，且小于或等于11m。
[0012]进一步地，第二电磁搅拌器的长度方向上的中心位置与椭圆结晶器的弯月面之间具有第二间距，第二间距大于或等于12.5m，且小于或等于14.5m。
[0013]进一步地，第三电磁搅拌器的长度方向上的中心位置与椭圆结晶器的弯月面之间具有第三间距，第三间距大于或等于16.5m，且小于或等于17.5m。
[0014]根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种生产连铸圆坯的连铸方法，连铸方法采用上述的生产连铸圆坯的连铸系统生产连铸圆坯，连铸方法包括：将钢水浇入椭圆结晶器的冷凝管内，凝固成以钢水为液芯的椭圆坯；利用结晶器振动装置驱动椭圆坯与冷凝管的内壁分离；利用拉矫装置牵引椭圆坯由冷凝管进入冷却部，以对椭圆坯预冷；牵引椭圆坯进入冷却装置，多个第一喷嘴喷出的冷却水对椭圆坯进行二次冷却的二次冷却步骤；牵引椭圆坯进入拉矫装置，多个矫直件对椭圆坯连续矫直并施加压紧力，以将椭圆坯连续压制为连铸圆坯的连铸圆坯成型步骤。
[0015]进一步地，在二次冷却步骤之后，在连铸圆坯成型步骤之前，连铸方法还包括：椭圆坯进入第一电磁搅拌器，利用第一电磁搅拌器产生的旋转磁场对椭圆坯未凝固的液芯进行搅拌；椭圆坯进入第二电磁搅拌器，利用第二电磁搅拌器产生的旋转磁场对椭圆坯未凝固的液芯进行搅拌；椭圆坯进入第三电磁搅拌器，利用第三电磁搅拌器产生的旋转磁场对椭圆坯未凝固的液芯进行搅拌。
[0016]进一步地，椭圆坯通过不同安装位置的第一电磁搅拌器、第二电磁搅拌器和第三电磁搅拌器时，对最大直径不同的液芯进行搅拌，满足液芯最大直径计算公式：其中，R——液芯最大直径，mm；D——椭圆坯最大直径，mm；k——系数，L——椭圆结晶器弯月面与电磁搅拌器之间的距离，m；V——拉坯速度，m/min。
[0017]进一步地，拉坯速度为0.16m/min至0.51m/min，液芯最大直径与椭圆坯最大直径的比例为37％至46％，第一电磁搅拌器的搅拌电流为100A至300A，第一电磁搅拌器的搅拌频率为3HZ至6HZ；或者，拉坯速度为0.16m/min至0.51m/min，液芯最大直径与椭圆坯最大直径的比例为30％至39％，第二电磁搅拌器的搅拌电流为300A至600A，第二电磁搅拌器的搅拌频率为3HZ至6HZ；或者，拉坯速度为0.16m/min至0.51m/min，液芯最大直径与椭圆坯最大直径的比例为20％至30％，第三电磁搅拌器的搅拌电流为800A至1200A，第三电磁搅拌器的搅拌频率为6HZ至8HZ。
[0018]进一步地，沿铸流方向，多个矫直件的矫直辊压力依次增加，矫直辊的数量为n，各矫直件的矫直辊压力大于或等于15+5
×
(n
‑
1)，且小于或等于25+5
×
(n
‑
1)，其中，n≥1，n为
整数。
[0019]应用本专利技术的技术方案，一方面，通过设置冷却部和冷却装置，对从冷凝管内脱出的椭圆坯进行预冷和二次冷却，以增加椭圆坯壳的厚度，且冷却部和冷却装置可以针对钢水的不同凝固状态逐渐对椭圆坯进行冷却，这样可以避免椭圆坯壳表面温度急剧变化而产生裂纹的情况；另一方面，通过设置横截面为椭圆形的冷凝管，可以使进入冷凝管内的钢水形成带有液芯的椭圆坯，且椭圆坯经后续的多个矫直件的压制，即施加压紧力，不仅可以消除椭圆坯的中心裂纹，而且还可以将椭圆坯压制为连铸圆坯，以为轧制无缝钢管提供原料。因此，本专利技术的实施例的生产连铸圆坯的连铸系统既将椭圆坯压缩为圆坯，又改善铸坯中心裂纹等内部组织缺陷的问题。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，包括：椭圆结晶器，包括结晶部和位于所述结晶部下方的冷却部，所述结晶部包括安装壳(21)和设置在所述安装壳(21)上的冷凝管(22)，所述冷凝管(22)内孔的横截面为椭圆形，以将钢水冷凝成带有液芯的椭圆坯，所述冷却部用于对所述椭圆坯进行预冷；结晶器振动装置，用于驱动所述椭圆坯从所述椭圆结晶器内排出；冷却装置，用于对所述椭圆坯进行二次冷却，所述冷却装置包括用于喷出冷却水的多个第一喷嘴；拉矫装置，包括沿所述椭圆坯的铸流方向依次设置的多个矫直件，多个所述矫直件用于对所述椭圆坯连续矫直，且多个所述矫直件能够对所述椭圆坯施加压紧力以将所述椭圆坯连续压制为连铸圆坯，各所述矫直件均包括两个间隔设置的矫直辊，所述拉矫装置被配置为能够牵引所述椭圆坯沿所述铸流方向运动；所述椭圆结晶器、所述结晶器振动装置、所述冷却装置和所述拉矫装置沿所述铸流方向依次布置。2.根据权利要求1所述的生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，所述冷却部包括与所述结晶部连接的安装支架(11)、设置在所述安装支架(11)上的多个足辊(12)和用于喷出冷却水的多个第二喷嘴(18)，多个所述足辊(12)沿所述结晶部的周向间隔设置以支撑所述椭圆坯，多个所述第二喷嘴(18)沿所述结晶部的周向设置，以对所述椭圆坯进行预冷。3.根据权利要求2所述的生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，多个所述第二喷嘴(18)沿所述结晶部的周向均匀间隔设置，且相邻两个所述足辊(12)之间设有所述第二喷嘴(18)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，所述冷凝管(22)具有进口端和出口端，自所述进口端至所述出口端，所述冷凝管(22)的横截面积逐渐减小；其中，所述进口端的横截面为椭圆形，所述进口端的长轴长度比所述进口端的短轴长度长20mm～40mm；且所述出口端的横截面为椭圆形，所述出口端的长轴长度比所述出口端的短轴长度长20mm～40mm；所述进口端的长轴长度比所述出口端的长轴长度长5mm～10mm，且所述进口端的短轴长度比所述出口端的短轴长度长5mm～10mm。5.根据权利要求1至3中任一项所述的生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，所述生产连铸圆坯的连铸系统还包括用于产生连续旋转磁场的第一电磁搅拌器、第二电磁搅拌器和第三电磁搅拌器，所述第一电磁搅拌器位于所述椭圆结晶器的下方，所述第一电磁搅拌器、所述第二电磁搅拌器和所述第三电磁搅拌器沿所述铸流方向依次设置，以对所述椭圆坯未凝固的液芯进行搅拌。6.根据权利要求5所述的生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，所述第一电磁搅拌器的长度方向上的中心位置与所述椭圆结晶器的弯月面之间具有第一间距，所述第一间距大于或等于9m，且小于或等于11m。7.根据权利要求5所述的生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，所述第二电磁搅拌器的长度方向上的中心位置与所述椭圆结晶器的弯月面之间具有第二间距，所述第二间距大于或等于12.5m，且小于或等于14.5m。
8.根据权利要求5所述的生产连铸圆坯的连铸系统，其特征在于，所述第三电磁搅拌器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑生斌，何航，彭杨，任毅，田汉蒲，王辉，傅剑，牛亮，赵映辉，
申请(专利权)人：衡阳华菱钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：