本发明专利技术涉及金属薄板（带）连铸用结晶辊加热技术和氧燃料加热技术。一种薄带连铸结晶辊加热方法，其特征是对结晶辊进行加热，其加热技术可以模拟薄带连铸的平稳工作段时实际热输入过程，当结晶辊的工作状态接近或达到实际浇铸平稳工作段时，再开始金属的浇铸，使金属浇铸过程直接开始于正常平稳工作段。加热技术为氧燃料火焰幕墙式，助燃气体与气体或液体燃料通过各自的喷嘴喷出后相互切割形成混合，经发散式的氧焰炬点火，多个氧焰炬火焰相互交织形成火焰幕墙加热薄带连铸结晶辊。本发明专利技术解决了薄带连铸开始浇铸时的熔融金属过早固化问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属薄板(带)连铸用结晶辊加热技术和氧燃料加热技术。
技术介绍
金属薄带(板)的连铸技术具有高效、低耗、低成本的特性，是近年来世界各国争相发展的新技术和新工艺。其中结晶辊是薄带(板)连铸机械设备中的关键部件之一。其基本原理是钢水通过布流器进入有两个反向旋转的结晶辊和侧封板组成的熔池，液态金属经快速冷却在结晶辊表面凝固成具有一定厚度的坯壳，经轧合后形成薄带(板)。结晶辊的基本结构主要由辊芯、辊套组成。其结晶辊辊套材料大都采用铜合金材料制造，其辊芯通常采用不锈钢制造。辊芯和辊套通过机械的方式或焊接的方式连接在一起。双辊铸造一直较为成功地应用于冷却时能迅速固化的有色金属如铝。但是黑色金属的固化速率要慢得多，为使连铸能够满意地进行，在铸造表面实现均匀的冷却和固化就成了关键的问题。但这是很难实现的，尤其是在铸造刚刚开始的时候。一般需要使熔融金属通过在金属输送注口中由耐火材料和结晶辊构成的金属熔池。由于在平稳工作段结晶辊辊面与融熔金属直接接触，融熔金属的热值高，所以热传导性能是结晶辊套材料的最重要要求。但是在薄带连铸开浇时的最初阶段，由于结晶辊辊套以及内部的冷却液均处于相对较低的温度状态下，因此结晶辊的冷却效率高于平稳工作段时的冷却效率，所以造成了融熔金属冷却速度过快，经过结晶辊后发生断带，影响生产的正常进行。虽然在铸造开浇之前金属往往经过预热，但是由于结晶辊温度低，对融熔金属的冷却能力较强，仍可能使熔融金属过早固化，尤其是刚刚开始浇铸且浇铸为薄带时，此现象可能更加显著。因此一直需要在比熔融金属液相线温度高许多的温度下向注口输送熔融金属，以便保证在其流过注口或在结晶辊熔池内不会过早固化。为了实现这一点，需要进行热补偿，所以采用结晶辊浇注前的熔融金属需要超过正常浇铸温度100℃以上的温度。目前为了提高结晶辊在开浇前的温度，美国专利4,645,534号对熔融金属通过浇口盘和浸入式浇口流向连铸模时，通过对金属提供补充加热的方式来防止过早固化，做法是使电流从加热装置如等离子电弧炬通过熔融金属。加热装置可以应用于浇口盘中的金属，使电流通过流向浇口盘下游的浸入式浇口流向连铸模中的金属。日本专利第J91018979-B(公开号J59202142)也描述了当熔融金属从浇口盘通过浸入式浇口流向连铸模时，使来自浇口盘中的等离子电弧炬的电流流向连接于浸入式浇口的阳极，从而加热熔融金属。这两个专利所描述的技术方案并不是直接用于薄板双辊铸造的。在铸造过程中通过瞬间加热的方式并不能克服初始阶段在输送系统中的熔融金属过早固化问题，这是因为不可能以足够大的速率使热量进入金属，或者也不可能将热传递控制在一个足够大的程度以便保持温度，从而保持通过输送系统的流动通道的流动速率。专利公开号CN1100978A提供了一种先在铸池内加入过热熔融金属的方法，使熔融金属在初始阶段以较高的温度送到输送口，铸造中其它时间以较低的温度送至输送浇口。但这种方法过热熔融金属的量和温度都难以控制，尤其是在薄带生产条件下仍易因此而产生断带。以上专利都需要采用过热的金属，但将大量的熔融金属加热至上述温度需要消耗大量的能源，而且在浇铸薄带时会在开始浇铸时产生断带，这都将严重影响到生产成本。并且高温也限制了铸机的生产率，而降低熔融金属的温度，可以获得更高的固化速率，即达到高的生产率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种薄带连铸结晶辊加热方法和装置，是利用燃气与助燃气体形成氧燃料焰幕墙的加热技术，对结晶辊先行加热，当结晶辊的工作状态接近或达到实际浇铸平稳工作段时，再开始金属的浇铸，从而解决了薄带连铸开始浇铸时的熔融金属过早固化问题。本专利技术是这样实现的一种薄带连铸结晶辊加热方法，其特征是对结晶辊进行加热，其加热技术可以模拟薄带连铸的平稳工作段时实际热输入过程，当结晶辊的工作状态接近或达到实际浇铸平稳工作段时，再开始金属的浇铸，使金属浇铸过程直接开始于正常平稳工作段。上述的薄带连铸结晶辊加热方法，所述加热技术为氧燃料火焰幕墙式，助燃气体与气体或液体燃料通过各自的喷嘴喷出后相互切割形成混合，经发散式的氧焰炬点火，多个氧焰炬火焰相互交织形成火焰幕墙加热薄带连铸结晶辊。上述的薄带连铸结晶辊加热方法，所述熔融金属开始浇铸后切断加热技术的燃料和助燃气体供气管道，切换至冷却气体，实现对结晶辊的冷却。上述的薄带连铸结晶辊加热方法，所述氧焰炬嘴可以由单个嘴交错排列方式形成、短狭缝形成网格形成，长狭缝平行排列形成，也可以由燃料喷孔形成网孔板形成，也可以由多个喷孔形成的喷孔板形成。一种薄带连铸结晶辊加热装置，其特征是采用氧燃料焰幕墙加热，其包括幕墙底板、幕墙基板、氧焰炬嘴、点火器、两个主气体管路，幕墙底板上装有幕墙基板构成加热区，幕墙基板上排列着多个氧焰炬嘴，氧焰炬嘴相互交错排列，加热区外围的氧焰炬嘴间设有点火器；幕墙基板由两个相互对称的上、下腔体组成，腔体由上、下封板、中间板、两侧封板构成，中间板一端顶部弯折成上顶，另一端顶部弯折成下压，使上、下腔体包括一个粗方口管部和一个窄平板部，粗方口管部和窄平板部两者相通且连通处成圆角；粗方口管部通主气体管路，上腔体通燃料，下腔体通助燃气；中间板靠近下腔体一侧开有导气锥和氧气喷嘴，靠近上腔体一侧开有螺孔，螺孔与氧气喷嘴相通，且螺孔上旋装氧焰炬嘴的混合管，螺孔的数目与基板上安装的氧焰炬嘴的数目一致；混合管外部有凸肩且开有外螺纹，混合管下部旋接在中间板螺孔上，上部穿过上封板孔道旋接于氧焰炬嘴的氧焰炬帽内螺纹，凸肩上开有喷嘴使上腔体内的燃料进入到混合管内，凸肩经氧焰炬帽压紧对中间板和上封板进行密封，氧焰炬帽顶部开有喷孔。所述氧焰炬帽顶部的喷孔为一个中心喷孔，在中心喷孔四周均匀分布其它喷孔，其它喷孔与中心喷孔呈一定的角度。上述的薄带连铸结晶辊加热装置，所述二个主气体管路分别装有两个支路，一个主气体管路的二个支路分别接燃料和惰性保护冷却气体，另一个主气体管路的二个支路分别接助燃气体和惰性保护冷却气体，每个支路都装有反向气体截止阀。燃料和助燃气体支路中还装有流量传感器，在主气体管路的两侧装有压力传感器。本专利技术与以往技术的区别在于以往的技术专注于加热熔融金属，通过提高熔融金属的温度而补偿浇铸初始阶段的热损失；本专利技术技术是采用加热结晶辊的技术，加热技术可以模拟薄带连铸的平稳工作段时实际热输入过程，当结晶的工作状态接近或达到实际浇铸平稳工作段时，再开始金属的浇铸，使金属浇铸过程直接开始于正常平稳工作段，避免了初始阶段的熔融金属过早固化问题。或者缩小烧铸初始阶段与正常平稳工作段之间的温度差。本专利技术采用氧燃料火焰幕墙式加热技术，通过加热结晶辊表面，以达到与薄带连铸的实际连铸过程相同或相近的热输入，使结晶辊提前达到工作稳定状态，消除浇铸初始阶段的熔融金属经受冷态连铸辊的激冷而出现过早凝固问题。开始浇铸后切断燃料和助燃气体，切换至冷却气体，可实现结晶辊冷却的目的。本专利技术加热技术的氧燃料焰幕墙可采用多种方法形成。例如由氧和燃料在燃炬嘴形成高温高热的氧焰，多个氧燃料焰嘴形成火焰排，再由另一个火焰排在一定的距离处排列填充其间隙，多排焰炬嘴交错式排列，火焰炬在一定距离处相互部分重叠，多个火焰排形成一个均匀的火焰幕墙从而达到均匀高效加热结晶辊表面的目的；也可以由扁平火焰狭缝形成，也本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄带连铸结晶辊加热方法，其特征是对结晶辊进行加热，其加热技术可以模拟薄带连铸的平稳工作段时实际热输入过程，当结晶辊的工作状态接近或达到实际浇铸平稳工作段时，再开始金属的浇铸，使金属浇铸过程直接开始于正常平稳工作段。
【技术特征摘要】
1.一种薄带连铸结晶辊加热方法，其特征是对结晶辊进行加热，其加热技术可以模拟薄带连铸的平稳工作段时实际热输入过程，当结晶辊的工作状态接近或达到实际浇铸平稳工作段时，再开始金属的浇铸，使金属浇铸过程直接开始于正常平稳工作段。2.根据权利要求1所述的薄带连铸结晶辊加热方法，其特征是加热技术为氧燃料火焰幕墙式，助燃气体与气体或液体燃料通过各自的喷嘴喷出后相互切割形成混合，经发散式的氧焰炬点火，多个氧焰炬火焰相互交织形成火焰幕墙加热薄带连铸结晶辊。3.根据权利要求1或2所述的薄带连铸结晶辊加热方法，其特征是熔融金属开始浇铸后切断加热技术的燃料和助燃气体供气管道，切换至冷却气体，实现对结晶辊的冷却。4.根据权利要求2所述的薄带连铸结晶辊加热方法，其特征是氧焰炬嘴可以由单个嘴交错排列方式形成、短狭缝形成网格形成，长狭缝平行排列形成，也可以由燃料喷孔形成网孔板形成，也可以由多个喷孔形成的喷孔板形成。5.一种薄带连铸结晶辊加热装置，其特征是采用氧燃料焰幕墙加热，其包括幕墙底板、幕墙基板、氧焰炬嘴、点火器、两个主气体管路，幕墙底板上装有幕墙基板构成加热区，幕墙基板上排列着多个氧焰炬嘴，氧焰炬嘴相互交错排列，加热区外围的氧焰炬嘴间设有点火器；幕墙基板由两个相互对称的上、下腔体组成，腔体由上、下封板、中间板...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊宝，方园，史弼，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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