一种立式无缝钢管空心管坯连铸机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种立式无缝钢管空心管坯连铸机，属冶金领域无缝钢管生产技术中一种近终型连铸设备。其特征在于内结晶器与外结晶器组合使用，可生产各种规格空心管坯，尤其适合生产大直径和难以穿孔的合金钢空心管坯。本连铸机由内结晶器、外结晶器、牵引辊、引锭切割车、翻转辊道设备组成，其中内结晶器上端安装在上机架上，下半部插入中间包钢水和外结晶器中，外结晶器安装在中间包底部的钢水出口盘上，其下侧设有牵引辊、喷淋装置和引锭切割车，引锭切割车下安装翻转辊道，其右侧是输送辊道，左侧是取送辊道。采用这种空心管坯生产无缝钢管，可省去实心坯穿孔工序，使生产过程简化为：空心管坯→轧管→减、定径，从而缩短工艺流程、减少设备投入，也节约了能源、降低生产成本。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种立式无缝钢管空心管坯连铸机，属于冶金领域无缝钢管生产技术中一种近终型连铸设备。本连铸机采用内、外结晶器组合使用，可生产各种规格的空心管坯，尤其适合生产大直径和难以穿孔的合金钢空心管坯。使用连铸空心管坯生产无缝钢管，可省去实心坯穿孔工序，使生产工艺流程简化为空心管坯→轧管→减、定径，最终达到缩短工艺流程、减少设备投资，节约能源、降低生产成本的目的。技术背景到目前为止，全世界无缝钢管生产厂家，几乎都是采用铸坯→穿孔→斜轧荒管→连轧管→减、定径的方法生产无缝钢管，该方法将实心坯穿成空心管坯是非常重要生产工序，因为穿孔直接影响轧管质量，为此生产厂家不得不在穿孔工序投入巨资，建加热炉、上穿孔机、购配套设备，这不仅加大设备投资，还拉长生产工艺流程，这势必增加吨钢能耗和生产成本。为改进传统生产工艺，人们做了很多研究和探索，如离心浇铸法、弧形无芯连铸法、套模铸坯法，都是为了寻求生产空心管坯而产生的新设备和新方法，但是这些方法之所以没有得到广泛应用，原因在于它们都存在不同程度的缺点和不足。a、离心浇注法，即将钢水浇铸在离心机内，通过离心机旋转和冷却获得空心管坯的方法，此法虽能浇铸出质量较好的空心管坯，但因其工艺间断、生产效率低，难以实现连续化和规模化生产，尤其管坯表面的杂质清理十分困难，所以未能广泛应用。b、弧形无芯连铸法，此法是将钢水浇铸在一台只有外结晶器的弧形连铸机内，在弧形外结晶器的冷却下形成空心管坯，该管坯上弯弧形180度，需要矫直才能使用，由于此法铸出的空心管坯厚度全靠结晶器冷却强度控制，而管坯内壁处于自然结晶状态，因此很容易产生薄厚不均和枝状突出结晶点，从而导致管坯内壁非常粗糙，最终影响钢管轧制质量。c、套模铸坯法，就是将钢水铸入具有内、外水冷却的管状模具中(相当于内、外结晶器)，待钢水凝固成管坯后，再提起水冷模具将管坯取走，此法类似水冷钢锭模铸锭方法，铸坯时需要很多水冷模具，尽管此法能铸出表面光滑的管坯，但是因其工艺间断、生产效率低，无法实现连续化、规模化生产而未能得到广泛采用。
技术实现思路
为了克服原有技术的缺点和不足，本技术的目的在于提供一种立式无缝钢管空心管坯连铸机，其特征在于将内、外结晶器组合起来使用，直接连续铸出内、外表面光滑的各种规格的空心管坯，尤其适合生产大直径和难以穿孔的合金钢空心管坯。使用这种连铸空心管坯生产无缝钢管，可以省去传统工艺中穿孔工序，使生产工艺流程简化为空心管坯→轧管→减、定径，可以实现无缝钢管生产的近终型连铸连轧，最终达到缩短工艺流程、减少设备投入、提高生产效率、节约能源和降低生产成本的目的。本技术的目的是通过以下技术措施实现的。一种立式无缝钢管空心管坯连铸机，其特征是由上、下垂直安装的内结晶器1、外结晶器10、牵引辊13、引锭切割车16和翻转辊道23五部分设备组成，其中a、内结晶器1通过振动器2安装在上机架28上，在内结晶器上口设有冷却水进口3和出水口4，分别与结晶器内的进水管33和出水管34相通，内结晶器1沿轴向由上、中、下三个冷却段组成，上冷却段处在中间包8中钢水以上；中冷却段处在中间包8的钢水中和外结晶器10的A冷却段之间，它是钢水冷却结成坯壳的主要区段；下冷却段处在外结晶器10的B、C冷却段和外结晶器以下位置，它是管坯形成坯壳后的强冷却区段，该段内结晶器的截面是由原来圆型整体结构变为四“瓣”组合的圆型结构，各“瓣”都有独立的进、出水通道，并且各“瓣”之间留由一定的间隙，由于这种多“瓣”组合的结构特点，使各“瓣”均有径向弹力。b、外结晶器10是由金属外壳35、内冷铜套36、高压水喷头37、高压水通道38、高压水腔39、低压水腔40、排水通道41、高压水进口11和排水口12组成，它通过钢水出口盘9安装在中间包8的底部，中间包8安装在中机架29上；外结晶器10的冷却室沿轴向分为A、B、C三个冷却段，各段均有独自的高压水进口11和排水口12，冷却水经高压水通道38注入高压水腔39，再经高压水喷头37均匀喷在内冷铜套36上，冷却水带着大量热量经低压水腔40、排水通道41从排水口12排出结晶器。在外结晶器下侧设有牵引辊13和喷淋装置14，管坯在牵引过程中受到二次冷却。c、引锭切割车16设在牵引辊13下侧，它是由切割器17、夹送辊18、升降小车20、牵引装置21和轨道22组成，其中切割器17安装在升降小车20的上侧，夹送辊18和夹紧器19安装其下侧，升降小车20通过四个导向轮与轨道22滚动接触，并在牵引装置21的带动下可沿轨道22上、下升降。d、翻转辊道23设在引锭切割车16下侧，并与其保持一定升降距离，在翻转辊道右侧设有输送辊道25，左侧安装引锭杆26的取送辊道27，翻转辊道是由接钢筒31、夹送辊道32、油缸24构成，其中夹送辊道32在传动装置带动下可做正、反两个方向转动，接钢筒31在油缸24推动下翻转90度。本技术的优点1、由于本连铸机采用内、外结晶器组合方式作业，不仅可以生产出各种规格的空心管坯，尤其适合生产大直径和难以穿孔的合金钢空心管坯。采用本机铸出的空心管坯生产无缝钢管，可省去传统工艺中的穿孔工序，使生产工艺简化为空心管坯→轧管→减、定径，或空心管坯→冷轧→冷拔新工艺。由此看来，空心管坯的连铸技术是无缝钢管生产更高层次的近终型技术，因为它不仅缩短生产流程、减少设备投资，也节约了能源、降低了生产成本。2、由于本连铸机的内结晶器下冷却段采用了多“瓣”组合的结构方式，使得结晶器各“瓣”均有径向弹力，在此弹力作用下，内结晶器冷却外壁始终紧贴在管坯内壁，使管坯得到最充分冷却。采用这种具有径向弹力的内结晶器，即可消除冷却壁与铸坯间的“气隙”，也避免了因管坯收缩将内结晶器“箍死”的事故发生，还可以将内结晶器设计的更长，使管坯得到更充分的冷却。3、由于本连铸机外结晶器10的冷却腔沿轴向分为A、B、C三个冷却段，而且每段都有各自独立的进、排水通道，这使高压冷却水调整更加方便灵活，铸坯时可根据管坯结晶状态随时调整水流和水压，从而使管坯得到最佳冷却与结晶的条件。4、在传统连铸工艺中，把钢水注入中间包，通常是将浸入式水口垂直插入中间包钢水中，这样注入钢水并不旋转。而本连铸机的两个浇铸槽7和7a是安装在中间包上口处的切线位置，其出钢口与钢水液面成45度斜角，这使钢水注入中间包时产生切向冲击力，在此切向力作用下，钢水不停地环绕内结晶器旋转，其作用相当于电磁搅拌，这不仅破坏了枝状结晶体的形成，也使偏析现象明显减少，同时有利于夹杂物与气泡的上浮，这对提高管坯铸造质量十分有利。5、由于本连铸机将引锭机构和切割设备合并设计在一台升降小车20上，所以车上设备如切割器17、夹紧装置19、夹送辊18可两种功能共用当开始铸坯时，车上设备当引锭机构使用，即将引锭杆送入结晶器内，再把管坯从结晶器中拉出；当铸坯进入正常生产状态时，车上设备当切割设备使用，即由切割器17将管坯切成定尺，再由夹送辊18送入下道工序。这样结构的引锭切割设备实现了一机多用，即减少设备投入，又提高设备的利用率，同时也缩短了生产工艺流程。6、由于翻转辊道23是由接钢筒31、夹送辊道32、油缸24组成，并且接钢筒31可在油缸24的推动下做90度翻转，夹送辊道32在传动装置带动下，可正、反两个方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式无缝钢管空心管坯连铸机，其特征在于本连铸机是由内结晶器（１）、外结晶器（１０）、牵引辊（１３）、引锭切割车（１６）、翻转辊道（２３）组成，其中：　　　　ａ、内结晶器（１）沿轴向由上、中、下三个冷却段组成，上冷却段处在中间包（８）中钢水以上，并通过振动器（２）安装在上机架（２８）上，中冷却段处在中间包（８）的钢水中和外结晶器（１０）的Ａ冷却段之间，下冷却段处在外结晶器（１０）的Ｂ、Ｃ冷却段和外结晶器（１０）以下位置，其上端冷却水进口（３）和出水口（４）分别与结晶器内的进水管（３３）和出水管（３４）相通；　　　　ｂ、外结晶器（１０）是由金属外壳（３５）、内冷铜套（３６）、高压水喷头（３７）、高压水通道（３８）、高压水腔（３９）、低压水腔（４０）、排水通道（４１）、高压水进口（１１）和排水口（１２）组成，外结晶器（１０）通过钢水的出口盘（９）安装在中间包（８）的底部，中间包（８）固定在中机架（２９）上；　　　　ｃ、引锭切割车（１６）设在牵引辊（１３）下侧，它是由切割器（１７）、夹送辊（１８）、升降小车（２０）、牵引装置（２１）和轨道（２２）组成，其中切割器（１７）安装在升降小车（２０）上侧，夹送辊（１８）和夹紧器（１９）安装其下侧，升降小车（２０）通过四个导向轮与轨道（２２）滚动接触，并且与牵引装置（２１）柔性联接；　　　　ｄ、翻转辊道（２３）设在引锭切割车（１６）下侧，并与其保持一定升降距离，它是由接钢筒（３１）、夹送辊道（３２）、油缸（２４）组成，在翻转辊道（２３）左侧安装引锭杆（２６）的取送辊道（２７），右侧安装空心管坯（１５）的输送辊道（２５）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁铎，
申请(专利权)人：李铁铎，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]