大断面圆坯的连续铸造装置及其铸造方法制造方法及图纸

一种大断面圆坯的连续铸造装置及其铸造方法，装置包括内、外结晶器，上盖机构，基座机构，断面为实心圆状的圆柱形引锭器，带加热的中间包和铸流分配器；基座机构与上盖机构的内部连通且上下固定；外结晶器固定在基座机构下方；内结晶器为倒置的火箭头状结构，内结晶器固定连接在上盖机构上，且内结晶器的下方穿设于上盖机构和基座机构内部，使内结晶器的下部位于外结晶器的内侧，并被外结晶器同心环绕设置，铸流分配器将中间包内的金属液分配为一流或多流导入上盖机构内，内、外结晶器之间填充有金属液；在开浇初期，圆柱形引锭器设置在外结晶器下方的圆形腔体底部，金属液经过内、外结晶器的冷却形成凝固的圆坯，圆坯位于圆柱形引锭器上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于ー种大断面圆坯的连续铸造装置及其鋳造方法。
技术介绍
随着石油、化工、风电、核电等行业的发展，大直径管状坯料、筒状坯料、环状坯料以及大断面高质量实心锭坯料需求不断増加，传统铸锭锻造冲孔、扩孔技术无法满足质量、效率、成本的需求，随着铸件断面直径的加大，中心疏松、缩孔、偏析恶化，出品率低(50-65% )、生产效率低下等严重制约着该行业的发展。而连续鋳造技木，由于受到大断面传热的影响，铸坯内部质量与生产效率也随断面直径的加大显著降低，即使液芯轻压下技术随着直径的进ー步増大，圆形坯表层变形向中心的传递变得越来越弱，以致直径IOOOmm以上的实心连铸坯成了连续铸造难于逾越的禁区。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供ー种大断面圆坯的连续铸造装置及其鋳造方法，其可适合大规格的实心铸坯的制造。本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现ー种大断面圆坯的连续铸造装置，所述铸造装置包括内结晶器，外结晶器，上盖机构，基座机构，断面为实心圆状的圆柱形引锭器，带加热的中间包和铸流分配器；基座机构与上盖机构的内部相互连通，上盖机构和基座机构上下固定连接；外结晶器固定连接在所述基座机构的下方；所述内结晶器为倒置的火箭头状结构，内结晶器固定连接在上盖机构上，且内结晶器的下方穿设于上盖机构和基座机构的内部，使所述内结晶器的下部位于外结晶器的内侧，并被外结晶器同心环绕设置，所述铸流分配器将中间包内的金属液分配为一流或多流导入上盖机构内，所述内结晶器和外结晶器之间填充有金属液；在开浇初期，所述圆柱形引锭器设置在外结晶器下方的圆形腔体底部，所述金属液经过内、外结晶器的冷却形成凝固的圆坯，所述圆坯位于圆柱形引锭器上。ー种大断面圆坯的连续铸造方法，其包括步骤A、提供内结晶器、外结晶器、上盖机构和基座机构；基座机构与上盖机构的内部相互连通，上盖机构和基座机构上下固定连接；外结晶器固定连接在所述基座机构的下方；内结晶器为倒置的火箭头状结构，内结晶器固定连接在所述上盖机构上，且内结晶器的下方穿设于所述上盖机构和基座机构的内部，使所述内结晶器的下部位于所述外结晶器的内侦牝并被所述外结晶器同心环绕设置；B、提供断面为实心圆状的圆柱形引锭器和升降推杆，升降推杆连接在圆柱形引锭器的底部，并带动引锭器上下移动，将所述圆柱形引锭器设置在所述外结晶器下方的腔体底部；C、将金属液引入上盖机构内，进而使金属液填充在所述内结晶器和外结晶器之间，金属液经过内结晶器和外结晶器的双向冷却形成坯壳，同时升降推杆带动圆柱形引锭器向下运动，同时使还壳与内、夕卜结晶器之间产生周期性的上下相对运动；还壳与内结晶器之间的上下相对运动对坯壳起到捣固作用，坯壳与外结晶器之间的上下相对运动，起到坯壳的外表面与外结晶器脱壳的作用；D、随着坯壳的逐渐增厚，形成凝固的圆坯。本专利技术实施例的特点和优点是其采用内结晶器与外结晶器相结合，对铸坯进行双 向冷却，使铸坯冷却和凝固可适应的有效断面大大增加，从而可适合大规格的实心铸坯，此外，本专利技术实施例还可实现连续和半连续铸造。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置的结构断面示意图；图2是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置连铸机部件的装配过程示意图；图3是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置的内结晶器的结构示意图；图4是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置中为了显示外结晶器的局部放大示意图；图5是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置中为了显示第二水冷系统的局部放大示意图；图6是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置的上盖机构的仰视示意图；图7是沿着图6的A-O-A线剖面示意图；图8是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置的基座机构的仰视示意图；图9是沿着图8的B-0-01-B线剖面示意图；图10是本专利技术实施例的大断面圆坯的连续铸造装置的超大断面连铸芯部缩松压合过程示意图。具体实施例方式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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施方式一如图I和图2所示，本专利技术实施例提出的大断面圆坯的连续铸造装置，其包括内结晶器I、外结晶器2、上盖机构5、基座机构6，断面为实心圆状的圆柱形引锭器10，带加热的中间包7和铸流分配器8。所述上盖机构5和基座机构6的内部相互连通，上盖机构5和基座机构6上下固定连接，并构成了环形金属液熔池3。所述外结晶器2固定连接在基座机构6的下方；所述内结晶器I为倒置的火箭头状结构，内结晶器I固定连接在上盖机构5上，且内结晶器I的下方穿设于上盖机构5和基座机构6的内部，使所述内结晶器I的下部位于所述外结晶器2的内侧，并被外结晶器2同心环绕设置，铸流分配器8将中间包7内的金属液分配为一流或多流导入上盖机构5内，所述内、夕卜结晶器1、2之间填充有金属液。在开浇初期，所述圆柱形引锭器10设置在外结晶器2下方的圆形腔体底部，所述金属液经过内、外结晶器1、2的冷却形成凝固的圆坯4，所述圆坯4位于圆柱形引锭器10上。其中，内结晶器I为倒置的火箭头结构是指，内结晶器I具有圆柱状的本体，在本体的头部为钝形圆锥头状。本实施例中，内结晶器I的下部设置在外结晶器2的内侧中心处，内结晶器I和外结晶器2之间填充有金属液，即，金属液在内结晶器I和外结晶器2之间被两个结晶器实施双向冷却，在冷却之后以凝固的圆坯4从两结晶器的下方被拉出。进ー步而言，本实施例采用内结晶器I与外结晶器2相结合，对圆坯4进行双向冷却，使圆坯4冷却和凝固可适应的 有效厚度大大增加，从而可适合更大规格的圆坯的制造。本实施例中，上述内结晶器I和外结晶器2通过上盖机构5和基座机构6而固定连接在一起，以此使内、外结晶器固定、同心设置，如此使得各部件的更换变得更加容易方便。此外，本实施例的整个火箭头结晶器被浸泡在金属液之中，结晶器下方构成了实心的铸坯，通过更换不同直径和锥角的火箭头可生产不同断面的实心铸坯。參见图3所示，所述内结晶器I包括进水直导管lh，回水导管Ii和冷却水回路。回水导管Ii间隔地围设在所述进水直导管Ih外，所述回水导管Ii包括上下连接的回水直导管Ij和内结晶器外套lk，所述内结晶器外套Ik呈V型，所述回水导管Ii的外部包覆有第一隔热套Ig ;冷却水回路设置在所述内结晶器I的内部。所述冷却水回路包括进水回路la，回水回路Ib和水孔lc。所述进水回路Ia位于所述进水直导管Ih内，所述进水回路Ia的上端为进水口 Id ;所述进水直导管Ih与回水导管Ii之间的间隙构成所述回水回路lb，所述回水回路Ib的上端为回水口 Ie ;水孔Ic设置在所述进水直导管Ih的下端与所述内结晶器外套Ik之间，所述进水回路Ia和回水回路Ib通过水孔Ic相连通。參见图3的箭头方向所示，冷却水从进水口 Id进入进水回路la，接着通过水孔Ic流入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述铸造装置包括内结晶器(1)，外结晶器(2)，上盖机构(5)，基座机构(6)，断面为实心圆状的圆柱形引锭器(10)，带加热的中间包(7)和铸流分配器(8)；基座机构(6)与上盖机构(5)的内部相互连通，上盖机构(5)和基座机构(6)上下固定连接；外结晶器(2)固定连接在所述基座机构(6)的下方；所述内结晶器(1)为倒置的火箭头状结构，内结晶器(1)固定连接在上盖机构(5)上，且内结晶器(1)的下方穿设于上盖机构(5)和基座机构(6)的内部，使所述内结晶器(1)的下部位于外结晶器(2)的内侧，并被外结晶器(2)同心环绕设置，所述铸流分配器(8)将中间包(7)内的金属液分配为一流或多流导入上盖机构(5)内，所述内结晶器(1)和外结晶器(2)之间填充有金属液；在开浇初期，所述圆柱形引锭器(10)设置在外结晶器(2)下方的圆形腔体底部，所述金属液经过内、外结晶器(1、2)的冷却形成凝固的圆坯(4)，所述圆坯位于圆柱形引锭器(10)上。

【技术特征摘要】
1.ー种大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述铸造装置包括内结晶器(1)，外结晶器(2)，上盖机构(5)，基座机构(6)，断面为实心圆状的圆柱形引锭器(10)，带加热的中间包(7)和铸流分配器(8);基座机构(6)与上盖机构(5)的内部相互连通，上盖机构(5)和基座机构(6)上下固定连接；外结晶器(2)固定连接在所述基座机构(6)的下方；所述内结晶器⑴为倒置的火箭头状结构，内结晶器⑴固定连接在上盖机构(5)上，且内结晶器(I)的下方穿设于上盖机构(5)和基座机构(6)的内部，使所述内结晶器(I)的下部位于外结晶器(2)的内侧，并被外结晶器(2)同心环绕设置，所述铸流分配器(8)将中间包(7)内的金属液分配为一流或多流导入上盖机构(5)内，所述内结晶器(I)和外结晶器(2)之间填充有金属液；在开浇初期，所述圆柱形引锭器(10)设置在外结晶器(2)下方的圆形腔体底部，所述金属液经过内、外结晶器(1、2)的冷却形成凝固的圆坯(4)，所述圆坯位于圆柱形引锭器(10)上。2.根据权利要求I所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述内结晶器(I)包括进水直导管，回水导管和冷却水回路；回水导管间隔地围设在所述进水直导管外，所述回水导管包括上下连接的回水直导管和内结晶器外套，所述内结晶器外套呈V型，所述回水导管的外部包覆有第一隔热套；冷却水回路设置在所述内结晶器的内部。3.根据权利要求2所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述冷却水回路包括进水回路(Ia)，回水回路(Ib)和水孔(Ic);进水回路(Ia)位于所述进水直导管内，所述进水回路(Ia)的上端为进水口(Id);所述进水直导管(Ih)与回水导管(Ii)之间的间隙构成所述回水回路(Ib)，所述回水回路(Ib)的上端为回水口(Ie);水孔(Ic)设置在所述进水直导管(Ih)的下端与所述内结晶器外套(Ik)之间，所述进水回路(Ia)和回水回路(Ib)通过水孔(Ic)相连通。4.根据权利要求2所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述第一隔热套(Ig)包括高温耐火管(Im)和高強度石墨(In)，所述高温耐火管(Im)包覆在所述回水直导管(Ij)的外部，所述高强度石墨(In)包覆所述内结晶器外套(Ik)的外部。5.根据权利要求2所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述内结晶器(I)的上方具有内结晶器法兰(If)，所述内结晶器⑴通过所述内结晶器法兰(If)而固定在所述上盖机构(5)上。6.根据权利要求2所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在干，所述回水导管(Ii)还包括回水冒导管(Ip)，所述回水冒导管(Ip)间隔地套设在所述进水直导管的外部，并连接在回水直导管(Ij)的顶部，所述回水冒导管与进水直导管之间的间隙与所述回水回路相连通，所述回水口(Ie)设置在回水冒导管(Ip)上，所述内结晶器法兰(If)位于所述回水直导管(Ij)的顶部。7.根据权利要求I所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述上盖机构(5)包括呈门形的上盖壳体(5a)，所述上盖壳体(5a)的底部外侧连接有用来连接所述基座机构(6)的第一上盖法兰(5b)，所述上盖壳体(5a)的内腔砌筑有绝热保温衬体(5c);所述上盖机构(5)的中心轴向贯穿设有内结晶器穿孔(5d)，所述上盖机构(5)上轴向贯穿设有水ロ穿入孔(5e)，所述水口穿入孔(5e)位于所述内结晶器穿孔(5d)的外侧，所述上盖壳体(5a)的顶部对应内结晶器穿孔(5d)的位置设有用来连接所述内结晶器(I)的第二上盖法兰(5f)。8.根据权利要求7所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，在所述绝热保温衬体(5c)的底部，从所述内结晶器穿孔(5d)的边缘向外侧沿切线方向延伸设有挡渣板(5g);所述上盖机构(5)上轴向贯穿设有放散孔(5h)，所述放散孔(5h)位于所述内结晶器穿孔(5d)的外侧，在所述上盖壳体(5a)的上部设有盖在所述放散孔(5h)上端的绝热盖板(5i)。9.根据权利要求7所述的大断面圆坯的连续铸造装置，其特征在于，所述绝热保温衬体(5c)包括耐火打结料(5j)和绝热耐火内衬(5k),所述绝热耐火内衬(5k)连接在所述上盖壳体(5a)的内腔的底部，所述上盖壳体(5a)与所述绝热耐火内衬(5k)之间填充所述耐火打结料(5j)。10.根据权利要求I所述的大断面圆坯的鋳造装置，其特征在于，所述基座机构(6)包括呈凹字形的基座壳体(6a)，所述基座壳体的顶部外侧连接有用来连接所述上盖机构的第一基座法兰(6b)，所述第一基座...

【专利技术属性】
技术研发人员：周守航，耿明山，黄衍林，张西鹏，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：