钢水真空溢流法浇铸多支钢锭的设备和工艺制造技术

钢水真空溢流法浇铸多锭的设备和工艺。属于真空铸锭技术领域。解决现有真空浇铸向中间包注入钢水时的二次氧化，只浇一支锭和真空浇铸多锭各方案浇铸时间长和设备庞大等缺点。本发明专利技术用脱气后滑动水口钢水包直接浇铸，钢水浇到首支模帽口规定高度后：方案一和二是经帽上单或双支单向溢流槽流入下支或下两支模内，以此浇完所有钢锭。方案三经首支帽与各帽上多支相同底标高的平衡溢流槽浇完各钢锭。方案四经首支帽上多支单向溢流槽和其余各帽间多支相同底标高的平衡溢流槽浇完各钢锭。各方案均能使各锭帽口高度基本相同。本发明专利技术总浇铸时间短安全流畅，钢锭质量好，设备简单投资少，并节能。适用于特钢和重机行业真空浇铸多支供轧锻用优质钢锭。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢液真空铸锭设备和工艺的

技术介绍
现有钢水模铸法大多数是在大气中进行浇铸，钢水流股和大气中氧、氮及水蒸汽等作用 产生二次氧化，生成大量非金属夹杂物，并吸收了氢和氮，钢水受污染严重，影响钢的质量。为防止钢水浇铸过程中和大气接触，除了采用氩气保护浇铸措施外，最主要方法是真空 室内浇铸钢锭。目前方法主要有1. 真空浇铸法，又称TD-VC法经过LF炉精炼和VD真空脱气或只经LF炉精炼的钢水包首先向坐在真空铸锭室盖上的塞 杆式中间包中注入钢水，当中间包中钢水达到规定高度时，打开塞杆使钢水流股注入真空室 内已放好的一支钢锭模内，钢水流股受真空作用，放出大量气体使流股下落过程中喷散成有 一定扩散角的液钢滴流，脱气效果十分明显。但此法缺点有(1) 钢水包向中间包注入钢水时，仍受到大气二次氧化，生成大量非金属夹杂物和吸收大 量气体，虽然真空浇铸过程中氢可去除，但非金属夹杂物不能去除，影响钢的质量。(2) 中间包衬和塞杆袖砖、塞头砖、水口砖等沖刷也会给钢水带来夹杂物。(3) 只能一包或多包浇铸一支大钢锭，限制了此法只能在重机行业大厂用来生产支数较少 的高质量的大钢锭供锻造重要锻件使用，而贫往需求量较多的吨位较小的真空湊铸钢锭不易安排生产。2. 倒包脱气和真空铸锭双联法LF精炼后塞杆式钢水包在密封条件下向已抽真空的塞杆中间包注入钢水进行倒包脱气， 钢水一定高度时再注入真空铸锭室内一支大钢锭模中进行真空浇铸，钢水经过两次滴流脱气， 没有二次氧化，脱气效果最好。缺点温降较大，设备较复杂，投资大且只能浇铸一支大钢锭。 另外，现在塞杆式钢水包基本淘汰，因为带塞杆时炉外精炼很困难。不带塞杆精炼时，先将 水口用特殊填料填满后精炼，精炼后再用特殊设备插入塞杆，操作复杂，延误时间。3. 真空车进行浇铸的方法(本说明书和权利要求书简称为双真空车铸法)LF精炼后塞杆式钢水包在密封条件下向真空室内上部的塞杆式中间包内注入钢水，进行 倒包脱气(又称TD-SLD法)再由中间包塞杆多次开闭，配合铸锭车上排列好的锭模向前移动， 使中间包的钢水间歇式逐支的浇铸各只钢锭。此法优点是完全没有空气的二次氧化，两次真 空滴流脱气效果最佳，并且可以浇铸多支高质量的钢锭。缺点是每炉钢水总浇铸时间过长。每支钢锭的浇铸时间包括锭身和帽口的浇注时间及间 歇时间，间歇时间包括工人观查钢水高度和关闭塞杆时间、铸锭车移动下一个浇铸位置所需时间、打开塞杆时间。每炉钢水总浇铸时间=(锭身+帽口)浇铸时间x支数+间歇时间x (支数-i)另一个缺点是塞杆在真空条件下开闭多次(每次停浇30秒左右)，塞杆打不开或关不上 的事故可能性增加。再一个缺点是设备笨重，占有真空铸锭室体积太大，所需蒸气喷射泵抽气能力要加大。
技术实现思路
1. 专利技术目的本专利技术目的是克服现有真空铸锭技术和方案存在的缺点，主要有(l)除钢水在大气中的二次氧化。(2)尽可能减少耐火材料对钢水的污染。(3) 缩短总的浇铸时间，能真空浇铸出支数较多、吨位较小供轧制或锻造所需的优质钢锭。(4) 简化装置，简化操作，降低能耗。(5) 减少浇铸过程中事故。(6) 改善上铸法中浇注多锭时钢锭的质量。2. 技术方案2. 1钢水供应部分名称 一炉(包)精炼后钢水直接进行真空浇铸用滑动水口钢水包完成本专利技术目的(l)、 (2)和(4)的任务。2. 2浇铸多支钢锭的真空浇铸系统的四种方案名称钢水真空溢流法浇铸多支钢锭的设备和工艺 完成本专利技术目的(3)、 (4)、 (5)和(6)的任务。 2.3方案钢水供应部分与真空浇铸系统的四种溢流法方案分别配合，产生四种具体技术方案，它 们共同技术特征是a. 均采用可在真空条件下使用的滑动水口钢水包，坐在真空室盖上直接进行真空浇铸。 此方案远比其它将钢水包置于真空室内进行浇铸的方案简单，特别是动作可靠。b. 四种方案均采用连续式溢流上铸法。保证浇出的钢锭高度基本相同。 a和b两个特定的技术特征能够保证完成专利技术目的。2. 3. 1方案一名称钢水真空单股单向溢流法浇铸多锭的设备和工艺(本说明书简称单股单向溢流法)2. 3. 2方案二名称钢水真空双股单向溢流法浇铸多锭的设备和工艺(本说明书简称双股单向溢流法)2, 3. 3方案三名称钢水真空多股平衡溢流法浇铸多锭的设备和工艺(本说明书简称多股平衡溢流法)2.3.4方案四名称钢水真空多股单向加平衡溢流法浇铸多锭的设备和工艺(本说明书简称多股单 向加平衡溢流法)2. 4设备构成四种技术方案的设备构成各有差别，图l(a)和(b)、图2(a)和(b)、图3(a)和(b)、图 4(a)和(b)及(c)分别是方案一、方案二、方案三、和方案四的设备示意图和真空铸锭室内各 锭模、首支锭模即滑动水口中心、单向溢流槽和平衡溢流槽的平面布置图。各附图比例均为 1: 40各附图标记内容如下注方括号(〕中为本说明书中简称。1- 盛有精炼和真空脱气处理后钢水滑动水口钢水包(钢包)。2- 可在真空条件下使用的滑动水口机构(水口〕。该机构有水冷板保护，共同安装在钢包 底部与真空室盖间加高了的密封空间内。其液压缸和水冷防护板由伸出该空间的液压和冷却 水进出管线上的快速接头与大气中的液压源及冷却水系统相连接或断开。该空间在浇铸前可打开伐门(13)与真空室联通，被抽成真空。图l(b)中是采用两支滑动水口。3- 真空室盖(真空盖〕。在导流管下部周围吊挂有防溅罩。4- 真空室盖上对准首支浇铸(第一浇铸周期)锭模中心的导流管〔导流管)(两支滑动水 口时，要两支导流管)。上部装有密封圈封好的薄铝板，供坐包前真空铸锭室予抽真空用。方 案一、二导流管中心不在真空室盖中心线上，方案三两中心重合，方案四两中心重合，也可 以不重合。5- 真空铸锭室(真空室〕。容纳多支锭模，为防止室壁各处温度不均和热锭模距室壁太近 (约300咖一500mra)本专利技术除室壁内砌耐火材料外，室壁采用双层水冷结构，同时可以回收热水供车间用水和采暖。6- 首支浇铸钢锭模保温帽〔首支帽)。在帽口规定高度上按一定位置和尺寸设有一支(方 案一)或多支(方案二、方案四)单向溢流槽(或管)。方案三设有多支平衡溢流槽(或管)。 各溢流槽根部加有防止飞浅钢滴凝结在槽底上的防凝器。为防止上铸时模内钢水飞溅，保温帽溢流槽往上加高成防溅圈。和真空室盖上导流孔周 围吊挂的防溅罩共同防止钢水溅出模外。7- 首、末支锭模外各锭模的保温帽(帽〕。方案一、二中各帽上均设一支单向溢流槽(或管)。方案三首支帽与各帽间均设一个平衡溢流槽(或管)。方案四第二和第三浇铸周期的各帽间均设一支或两支平衡溢流槽(或管)。浇铸过程首、末支外各帽可扣保温盖或罩。8- 钢锭模(锭模)。如锭身和锭尾一体时，模底带有加工的凸起部分。锭身和锭尾分开时， 其模底板下有加工的凸起部分。9- 方案一和方案二的首支锭模用垫高一定值的垫铁(垫铁〕(或模底板〕。其余的锭模的 垫铁(或模底板)高度值按规定递减，末支锭模不加垫铁，或模底板不加高。方案三中各锭 模均不加垫铁或模底板不加高。方案四中只有首支锭模加一定高度的垫铁(或模底板加高一 定值)。垫铁上表面有加工的凹槽，下表面有加工的凸起部分，(或模底板下部有加工的凸起 部分)。10- 全部锭模及其垫铁或模底板的总锭盘。其上表面指定位置加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一炉（包）精炼后钢水直接进行真空浇铸用滑动水口钢水包　和现有的真空浇铸一支大钢锭（ＴＤ－ＶＣ法）有共同的技术特征：是和塞杆式中间包下部有水冷法兰一样，滑动水口钢水包下部有水冷法兰与真空室盖上部带密封圈的法兰联接，进行密封；　其特征是滑动水口机构（２）及其水冷保护设施安装在钢包（１）底部和真空室盖（３）之间加高了的密封空间内，该机构的液压缸和水冷件由伸出该空间的管线通过快速接头与大气中液压源及冷却水系统相连接或断开，该空间开浇前可抽成真空；区别于使用塞杆式中间包的ＴＤ－ＶＣ法：　ａ．允许经ＬＦ炉精炼和真空脱气处理后的滑动水口钢水包（１）直接坐在真空盖（３）上进行真空浇铸，避免了精炼后滑动水口钢水包在大气中向塞杆式中间包中注入钢水时发生的“二次氧化”造成的污染；　ｂ．消除了中间包衬和塞杆袖砖与塞头砖、水口砖等耐火材料对钢水的污染，有效的提高了钢水的质量；　ｃ．简化了工艺，减少了部分倒包时间和倒包时的温降；

【技术特征摘要】
1.一炉(包)精炼后钢水直接进行真空浇铸用滑动水口钢水包和现有的真空浇铸一支大钢锭(TD-VC法)有共同的技术特征是和塞杆式中间包下部有水冷法兰一样，滑动水口钢水包下部有水冷法兰与真空室盖上部带密封圈的法兰联接，进行密封；其特征是滑动水口机构(2)及其水冷保护设施安装在钢包(1)底部和真空室盖(3)之间加高了的密封空间内，该机构的液压缸和水冷件由伸出该空间的管线通过快速接头与大气中液压源及冷却水系统相连接或断开，该空间开浇前可抽成真空；区别于使用塞杆式中间包的TD-VC法a.允许经LF炉精炼和真空脱气处理后的滑动水口钢水包(1)直接坐在真空盖(3)上进行真空浇铸，避免了精炼后滑动水口钢水包在大气中向塞杆式中间包中注入钢水时发生的“二次氧化”造成的污染；b.消除了中间包衬和塞杆袖砖与塞头砖、水口砖等耐火材料对钢水的污染，有效的提高了钢水的质量；c.简化了工艺，减少了部分倒包时间和倒包时的温降；2. 钢水真空溢流法浇铸多锭的设备和工艺的技术方案一 钢水真空单股单向溢流法 浇铸多锭的设备和工艺和现有的真空浇铸技术(TD-VC法)共同的必要技术特征是浇铸过程是在真空铸锭室内 进行，并且各锭模位置固定不动；本发明方案一属于单股连续式逐支上铸法;是精炼和真空脱气处理后的滑动水口钢水包 (1)坐到予抽真空后的真空室(5)的真空盖(3)上后，打开滑动水口(2)，钢水浇入首支锭模内，当 钢水升到首支帽(6)内的单向槽槽底高度后，钢水会自动经一支单向槽(或单向溢流管)(12)溢 流落入第二支模内，钢水升到保温帽(7)内的单向槽槽底高度时，再经第二支帽(7)上一支单向 槽(12)溢流落入第三支模内……以此类推钢水溢流落入末支模内(其保温帽不带单向槽)，钢 水升到末支锭保温帽内一定高度时，关闭滑动水口(2),此后末支锭前各锭单向槽(12)槽底标高 以上的各帽口内和各槽内钢水会全部溢流入末支锭帽内，末支锭外各锭帽口高度均相同,控制 好末支锭帽口高度正好达到或略超过规定高度，但不准过早关闭水口，以免末支锭帽口高度低 于规定高度；本发明方案一区别于属于间歇式逐支上铸法的真空浇铸多锭的双真空车铸法等方案的设备和工艺有a.没有笨重庞大的锭模位移设备;b.没有各锭浇铸的间歇时间，节省总浇铸 时间；c.开水口后连续浇铸(只有调节水口大小的操作)，关一次水口 ；d.除末支锭外各锭保温 帽均有不同程度的热补縮作用，可提高钢锭质量，减少钢材残余縮孔、疏松等缺陷，提高 钢锭收得率;e.还可以节省真空室(5)的体积，减少蒸汽喷射泵的抽气能力，节省能源；发明方 案一达到了本发明的要求，但总浇铸周期数和间歇式逐支上铸法相同； 引用权利要求2名称钢水真空单股单向溢流法浇铸多锭的设备和工艺a. 首支锭模保温帽(6)上的防溅圈，真空盖内导流管周围吊挂的防溅罩,其附加技术特征是 防止钢水浇到锭模上部时钢水溅出模外；b. 末支外各锭保温帽上单向槽(或管)(12)上放置的防凝器，其附加技术特征是防止 钢水溅到单向槽(12)底上凝结成块不利钢水溢流，飞溅钢滴可凝结在防凝器上，钢水上升到 单向槽(12)后，随钢流落入下支模内，凝钢熔入钢水内；c. 各锭帽上单向槽(12)或单向溢流管尺寸、工作层、绝热层厚度及槽底坡度的确定，各 锭保温帽内衬工作层及绝热层厚度的确定，其附加技术特征是单向槽(12)或单向管及保温帽(6) 或(7)工作时不漏钢，抗真空条件下化学和机械侵蚀，减少耐火材料对钢水的污染:经必要修 补后可多次使用，经济的使用工作层耐火材料,并且使钢水不致直接冲刷锭模内壁及保温帽内 衬耐火材料，保证单向槽(12)底不留残钢；d. 单向槽上保温盖(或罩)，首、末支外各保温帽(7)上的保温盖(或罩)，其附加技术特征-是减少浇铸过程中的温降；3. 股钢水真空溢流法浇铸多锭的设备和工艺的技术方案二 钢水真空双股单向溢流 法浇铸多锭的设备和工艺和现有的真空浇铸技术(TD-VC法)共同的必要技术特征是浇铸过程是在真空铸锭室内 进行，并且各锭模位置固定不动本发明方案二属于双股连续式逐支上铸法，是精炼和真空脱气处理后的滑动水口钢水包 (1)坐到予抽真空后的真空室(5)的真空盖(3)上后，打开滑动水口(2)，钢水浇入首支锭模内，当钢水升到首支帽(6)内的单向槽槽底高度后，钢水会自动经两支单向槽(或管)(12)分别流向 两个第二浇铸周期的锭模内，钢水升到保温帽(7)内的单向槽(或管)槽底高度时，又各经一 支单向槽(12)流入第三浇铸周期的两支锭模内……以此类推两支末支前锭模钢水达到保温帽(7) 内的单向槽槽底高度后，分别经两支单向槽(12)共同流入末支锭模内，当末支锭模内钢水 上升到一定高度时，关闭滑动水口(2),此时末支锭前各单向槽(12)槽底标高以上的各保温 帽内和各单向槽(12)内钢水会全部溢入末支锭内，控制好末支锭帽口高度正好达到或略超过 规定高度,但不准过早关闭水口 ，以免末支锭帽口高度低于规定高度；本发明方案二区别于属于间歇式逐支上铸法的双真空车铸法等方案是a.没有笨重 庞大的锭模位移设备;b.没有各锭...

【专利技术属性】
技术研发人员：冬燕，
申请(专利权)人：冬燕，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]