无耐火砖卧式上浇注钢锭工艺及其设备制造技术

一种涉及冶金工业钢锭浇注系统的无耐火砖卧式上浇注钢锭工艺及其设备，其工艺是将镇静的钢液由炉内直接注入分流器超大冒口，经过净化器流入分流器主汤道和分流汤道及对角线开式钢锭模内，形成钢锭；为实现上述方法设计了无耐火砖卧式钢锭浇注机，该机具有液面位差压力浇注作用，因而可使钢液填充补缩。以上注钢锭工艺取代立式下注工艺，消除耐火砖消耗，提高钢锭质量和成材率及生产效率，具有较高社会效益和经济效益。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于冶金工业钢锭浇注系统的工艺及其设备。钢锭浇注的工艺直接影响到钢锭质量及生产效率。我国长期以来用于钢锭浇注工艺及装置有二种方法，其一为上注法，就是将钢液通过钢水罐，由钢锭模上帽口直接注入模内而形成钢锭;其二为下注法，即将钢液通过钢水罐注入浇注系统的中注管，再经由底部汤道分流到各钢锭模内，形成钢锭。各钢厂多采取下注法，下注法的浇注系统包括钢水罐、中注管、汤道、底盘、钢锭模。且钢水罐、中注管及汤道用的各种耐火砖，如棒芯砖、棒芯头砖、水口砖、座砖、花盆砖、中注管砖和汤道砖等。下浇注钢锭工艺存在下述问题1、工艺层次多，操作技术复杂，又需配置较多的设备(如需备吊车、钢水罐、中注管等)，耐火砖仅能一次性使用，建厂投资大。这些因素影响生产效率，使成材率降低，成本消耗加大;2、钢液通过钢水罐、中注管、汤道浇注系统，对0.5吨的中频感应炉而言，每炼一炉钢要消耗各种耐火砖80公斤以上。另外还需提高钢液温度50～80℃，造成熔炼时间延长，浪费能源，降低生产效率，钢的成材率低，加大了成本消耗;3、下注工艺温度偏高，容易造成焊模，影响钢锭模寿命，劳动强度大;4、下注钢液经过汤道，如果对各种耐火砖的泥口接缝操作不慎，在浇注过程中易带入耐火材料，致使钢中产生非金属夹杂，影响钢的质量，有时也可能出现漏钢事故。本专利技术的目的是克服下注钢锭工艺的不足，提供一种新型的无耐火砖卧式上浇注钢锭工艺方法及为该工艺而设计的设备。它以卧置钢锭模上浇注钢锭工艺取代立式下注工艺，省掉了吊车、钢水罐、中注管、下汤道设施，消除了耐火砖的消耗，提高钢锭质量和钢锭的成材率及生产效率，具有较高的企业经济效益和社会效益。本专利技术具有以下的优点1、减少了建厂投资，因不用吊车、钢水罐、中注管及下汤道，采用该设备最少可减少20万元的投资;2、经实验证明以0.5吨中频感应炉为例，每炼一吨钢锭计算，年产1500吨，合计效益为53.19万元，如下述(1)、可减少一次性耐火砖消耗169公斤，价值为182520元。720元/吨×0.169吨＝121.68元121.68元×1500＝182520元;(2)、每浇注一吨钢锭，可节约80公斤钢水，即提高成材率8%，其效益为342000(元/年)1500吨×8%＝120吨。按2850元/吨计算，则为2850元/吨×120吨＝342000(元/年);(3)、节约80公斤钢水，对应节约的重熔电能为120度，(降低出钢温度50～60℃，节约的电能未计)，其效益为7380元0.41元/度×120度×1500＝7380元合计效益为53.19万元。3、采用本设备，可简化工艺程序，降低操作难度，杜绝操作不慎而产生的漏钢事故，同时改善了劳动强度，促进安全生产;4、提高了钢锭的浇注质量。采用对角线开式钢锭模结构，合模前可均匀涂刷石墨涂料，改善钢锭内部质量和表面质量;5、本专利技术由于钢锭模底模上端头具有凹槽，可涂耐火材料，防止焊模，从而提高钢锭模使用寿命;6、本专利技术由于采用切分传动机构和对角线开式钢锭模，脱模容易，改善了劳动强度;7、本专利技术由于采用底盘升降和水平位移传动机构，确保钢液始终注入帽口内，减少了浇注工艺层次，投资少，成本低，改善劳动条件，提高劳动生产率;8、本专利技术由于采用了特殊的无耐火砖装置进行浇注，因此节省大量的耐火砖，具有显著的社会效益和经济效益。本专利技术为“无耐火砖卧式上浇注钢锭工艺”，其工艺流程如下镇静钢液→注入分流器超大帽口→经过净化器流入主汤道→分流汤道→到钢锭模内形成钢锭→取出钢锭。其具体工艺方法如下1、首先，钢液在炉内镇静3～5分钟;2、在不用吊车、中间钢水罐、中注管等设施的情况下，通过底盘升降和水平位移传动机构，使底盘上的分流器的超大帽口准确无误地对准炼钢炉倾动出钢时的钢液流，钢液倒入超大帽口内并经过净化器净化，然后流入分流器主汤道;3、钢液再经过主汤道两侧的分流汤道流入对称卧置排列在与水平线成15°夹角的、八字形底盘上的对角线开式钢锭模内。钢锭模由压模装置、顶模装置及底板固定。改变了传统的下注汤道为上注汤道。钢液沿着底模角壁流入模底，钢液面随着钢液逐渐地流入而缓缓地平稳上升，钢锭模内的空气也随钢液面的上升被排挤到上模腔，经由分流器上的排气孔排出，钢液直至充满整个模腔，形成钢锭;4、为便于脱模，待钢锭冷却到1400℃时，分流孔中的钢液处于似凝非凝状态时，旋转切分机构的丝杠，使分流器与底盘产生相对位移，利用烧结后的分流孔与钢锭模位错的剪切作用，切断分流器分流汤道内与钢锭相连接的钢棒;5、当钢锭冷却到800℃时，松开压模和顶模机构及底板，打开开式钢锭模的上模，取出钢锭。为提高钢锭表面质量和改善钢锭结晶状态及延长钢锭模使用寿命，可在模内壁涂刷一层由60%铅粉和40%粘土粉均匀混合的泥浆涂料。按重量100%计。分流器帽口和汤道及钢锭模底模上端头凹槽，均采用耐火材料捣筑成整体结构，取代下注各种耐火砖，构成上浇注汤道系统。由于分流器置于最高位置，在浇注过程中呈现出液面位差压力浇注;又由于耐火材料具有良好的保温性能，使帽口和汤道的钢液始终最后凝固，因此在钢锭冷却凝固过程中，分流器中的钢液具有随时填充和补缩的能力。耐火材料配方利用拆出坩埚的废石英砂料经破碎，筛选成粒度＜3mm的混合料67-78%，耐火粘土粉20-30%，硼酸粘结剂2-3%，均按重量100%计，并与适量的水均匀混合而成。为实现上述方法而设计的设备实施如下本专利技术设备为“无耐火砖卧式钢锭浇注机”，它是由分流器、底盘、底盘升降和水平位移传动机构、压模装置、钢锭与分流汤道中凝固棒的切分机构、泡沫陶瓷钢液净化器等构成。在分流器的超大帽口底部具有泡沫陶瓷钢液净化器，分流器座落在底盘的分流槽中，分流器的两侧对称卧置四个钢锭模，其座落在与水平线成为15°夹角的八字形底盘的仿模V型槽中，钢锭模的大头端面与分流器侧面的每个分流汤道通过钢锭模小端头处的顶模机构顶紧形成对接密封，顶模机构通过螺栓紧固在底盘仿模V型槽的下端部。每个对角线开式钢锭模通过底盘上方的压模装置压紧定位。在底盘左端具有旋转切分机构，它是通过螺栓紧固在底盘上。底盘座落在能够升降和水平位移传动机构的上横梁上，从而实现底盘在高度方向720毫米升降运动和通过人工移动实现水平位移，满足钢锭浇注工艺的技术要求。分流器由耐火材料捣制成型的超大帽口、主汤道、分流汤道和排气孔构成。钢锭模是带有止口对角线两开模，分上模和底模，底模上端头具有凹槽，其内填充耐火材料。泡沫陶瓷钢液净化器是装配在分流器超大帽口底部，当钢液流过净化器时，对钢液中的非金属夹杂物具有过滤作用，有利于提高钢锭的浇注质量。权利要求1.一种涉及冶金工业钢锭浇注系统的无耐火砖卧式上浇注钢锭工艺，本专利技术的特征是上浇注钢锭工艺方法镇静的钢液→由炉内直接注入分流器超大帽口→经过净化器流入分流器主汤道→分流汤道→流入对称卧置排列在与水平线成15°夹角的、八字形底盘上的对角线开式钢锭模内，形成钢锭→待钢液冷却到1400℃时，通过运动切分机构，切断分流汤道内与钢锭相连接的钢棒→当钢液冷却到800℃时，打开两开模的上模，取出钢锭。2.一种无耐火砖卧式钢锭浇注机，其特征是由分流器、底盘、底盘升降和水平位移传动机构、压模装置、钢锭与分流汤道中凝固棒的切分机构、泡沫陶瓷钢液净化器构成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涉及冶金工业钢锭浇注系统的无耐火砖卧式上浇注钢锭工艺，本专利技术的特征是：上浇注钢锭工艺方法：镇静的钢液→由炉内直接注入分流器超大帽口→经过净化器流入分流器主汤道→分流汤道→流入对称卧置排列在与水平线成１５°夹角的、八字形底盘上的对角线开式钢锭模内，形成钢锭→待钢液冷却到１４００℃时，通过运动切分机构，切断分流汤道内与钢锭相连接的钢棒→当钢液冷却到８００℃时，打开两开模的上模，取出钢锭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕德喜，胡嘉第，于福昌，薄显禄，漆德虎，
申请(专利权)人：吕德喜，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]