專利名稱：鑄錠的方法、設(shè)備、附件及精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄錠技術(shù)，具體涉及鑄錠的方法、設(shè)備及專用附件；本發(fā)明還涉及ー種精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)エ藝。
背景技術(shù)：
在鋼鐵エ業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)踐中，鑒于高溫鋼液在澆注冷凝過程中的特性，尤其是對于高合金特殊用途的鋼種，必須采取模注而非連鑄的生產(chǎn)エ藝和方法。隨著科技的飛躍發(fā)展，對鋼種材料的潔凈度及其由內(nèi)部組織帶來的性能特性有著越來越高的要求。生產(chǎn)高純度鋼，就是要減少鋼中夾雜物，尤其是減少外來大顆粒夾雜。一直以來，冶金工作者已研究出多種方法來減少和控制鋼液的內(nèi)生夾雜和外來夾雜，得以純凈鋼液，提高特殊鋼種材料 的使用壽命和性能。但就模注鋼錠(即鑄錠)而言，至今都在鋼液與空氣、包襯、鋼包水口、保護(hù)渣、鑄管磚、流鋼磚、水口充填物(引流砂)等方面導(dǎo)致鋼液污染，形成外來大顆粒夾雜物，其有害氣體和其它夾雜也在目前的冶金水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種可改善鑄錠質(zhì)量的方法及設(shè)備。該鑄錠的方法包括的步驟為a、將澆注模和鋼包置于真空環(huán)境中；b、在澆注模和鋼包之間加載虹吸管并確保加載后該虹吸管上與澆注模對應(yīng)的出口低于鋼包中的鋼液液面；c、觸發(fā)鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注模，所述觸發(fā)方式包括在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的操作；d、借助鋼包和澆注模中鋼液的液面高度差完成對澆注模的虹吸澆注并卸載虹吸管。上述方法中，澆注模和鋼包可置于同一真空環(huán)境下，這時(shí)澆注模口和鋼包中鋼液上部空間基本處于相同的真空度下；或者，澆注模和鋼包也可置于不同的真空環(huán)境下，這時(shí)澆注模ロ的真空度和鋼包中鋼液上部空間的真空度可能是不同的。上述方法中所說的“真空環(huán)境”是指低于ー個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境，以便在整個(gè)澆注過程中能夠避免鋼液吸氣而對鑄錠品質(zhì)的影響。當(dāng)然，最好是達(dá)到一般爐外精煉中的真空脫氣エ藝所需要的真空度。上述方法中所說的“加載”和“卸載”，指虹吸管的進(jìn)ロ插入鋼包的鋼液中足夠深度和抽出鋼液的操作。顯然，此處所說的“足夠深度”應(yīng)滿足在虹吸澆注完成前鋼包中鋼液不會(huì)下降到虹吸管的進(jìn)ロ以下。上述方法中除觸發(fā)鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注模的過程外，將鋼包中的鋼液輸送到澆注模所依靠的是基于鋼包和澆注模中鋼液的液面高度所產(chǎn)生的勢能。該方法利用虹吸原理實(shí)施真空上注，避免了鋼包水口、保護(hù)渣、鑄管磚、流鋼磚、水口充填物(引流砂)對鋼液的污染，鋼液的二次氧化大為減輕，虹吸鋼流壓カ穩(wěn)定，提高了鋼錠組織的潔凈度和內(nèi)在質(zhì)量。上述步驟c中在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的操作可由不止ー種具體 方案來實(shí)現(xiàn)。通常能夠想到的辦法是在鋼包上安裝鋼包蓋，以使鋼包中的鋼液表面與鋼包蓋之間形成一個(gè)密閉的空腔，然后再向該空腔內(nèi)通入惰性氣體，從而在鋼液表面產(chǎn)生一定的壓力，虹吸管的出口直接敞開從而使虹吸管與外界真空環(huán)境導(dǎo)通，這樣，隨著鋼液表面壓カ增加虹吸管中的鋼液逐漸上升并最終通過虹吸管的最高點(diǎn)，由此觸發(fā)虹吸現(xiàn)象的產(chǎn)生。除上述方案外，也可以采取將澆注模和鋼包置于不同真空度的環(huán)境之下來間接達(dá)到在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創(chuàng)造ー個(gè)促使鋼液上升的壓差的目的。本申請優(yōu)選的創(chuàng)造壓差的方式包括通過設(shè)置于該虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進(jìn)行負(fù)壓引流的操作。通過設(shè)置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進(jìn)行負(fù)壓引流總可以使虹吸管內(nèi)的真空度小于鋼包中鋼液液面上部的真空度，由此達(dá)到在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創(chuàng)造促使鋼液上升的壓差的目的。步驟c中的觸發(fā)方式最好還包括同時(shí)對鋼包中的鋼液進(jìn)行吹氣攪拌的操作。吹氣攪拌的氣體最好使用氬氣，但也可采用氮?dú)獾?。?shí)際上，這里所指的吹氣攪拌就是爐外精煉中采用的吹氣攪拌。但爐外精煉時(shí)采用吹氣攪拌的主要目的脫出鋼液中的有害氣體，而此處的吹氣攪拌是為減小鋼液的密度。在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間的壓差一定的情況下，鋼液的密度越小，鋼液在虹吸管內(nèi)上升的高度越高，更有利于促成虹吸現(xiàn)象的發(fā)生。對鋼包中的鋼液進(jìn)行吹氣攪拌最好通過鋼包底吹來實(shí)現(xiàn)。最好按照使鋼液朝虹吸管的進(jìn)口上涌為條件來設(shè)定鋼包底吹的位置，以便利用鋼液上涌的動(dòng)能來促進(jìn)虹吸的實(shí)現(xiàn)。在選擇通過設(shè)置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進(jìn)行負(fù)壓引流的情況下，所述吸嘴最好是位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，并且至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時(shí)堵住該吸嘴。為便于在鋼液通過時(shí)堵住吸嘴，可采用的辦法是將連接于該吸嘴出口上的管道采用易熔材料制作以便當(dāng)鋼液流經(jīng)時(shí)自動(dòng)熔斷，當(dāng)易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴的出ロ。當(dāng)吸嘴位于連接段上吋，吸嘴可通過ー根連接于該連接段頂部的導(dǎo)管設(shè)置在連接段上方一定高度的位置上，這樣就可以通過設(shè)定吸嘴高度而使鋼液不會(huì)溢過吸嘴，這時(shí)吸嘴是并不需要封堵的。另外，在選擇通過設(shè)置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進(jìn)行負(fù)壓引流的情況下，步驟c中的觸發(fā)方式最好還包括在負(fù)壓引流前使虹吸管中位于吸嘴和出口之間的通道封閉以及當(dāng)鋼液通過時(shí)開放該通道的操作。在負(fù)壓引流前使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉可以防止從虹吸管的出ロ進(jìn)入的殘余氣流干擾到鋼液在虹吸管中的流動(dòng)。最簡單的辦法是在虹吸管的出口安裝一個(gè)軟木塞(或由鋁合金片等其他材料制作堵塞件)，當(dāng)鋼液通過時(shí)該軟木塞被鋼流燒損脫落，自然使通道開放。上述將澆注模和鋼包置于真空環(huán)境中、通過設(shè)置于虹吸管上的吸嘴對虹吸管進(jìn)行負(fù)壓引流以及按照使鋼液朝虹吸管的進(jìn)口上涌為條件來設(shè)定鋼包底吹的位置的技術(shù)手段結(jié)合后，使本發(fā)明兼?zhèn)淞恕?VD”精煉和部分“RH”精煉效果，其鑄錠過程相當(dāng)于經(jīng)過二次精煉，使有害氣體在真空狀態(tài)下鋼液的冷凝中釋放而終結(jié)了鋼液吸氣的機(jī)會(huì)，鋼錠實(shí)物含氫量及有害氣體呈幾何數(shù)量級減少，同時(shí)又在吹氣攪拌引起鋼液上涌以及對出ロ密封的虹吸管進(jìn)行負(fù)壓引流的共同作用下使鋼液通過虹吸管的最高點(diǎn)從而觸發(fā)虹吸現(xiàn)象的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)虹吸真空上注，省卻了鋼包座磚、滑動(dòng)水口、引流砂和傳統(tǒng)下注的保護(hù)渣、流鋼磚、鑄管磚、喇叭ロ磚等，原先鋼液中的夾雜物得以去除，鋼中夾雜物數(shù)量也成倍地下降，起到了ー舉多得的效果。進(jìn)ー步的，在虹吸澆注的過程中對鋼包進(jìn)行加熱以使其中的鋼液維持恒溫狀態(tài)。由此，通過鋼包加熱實(shí)現(xiàn)了恒溫澆注，能夠精確確定和控制所澆注鋼種的過熱度，再加上上注鋼流的沖擊作用，使鋼錠無疏松、無縮孔和成分偏析減小及晶粒均勻。本發(fā)明的鑄錠的設(shè)備包括用于裝載澆注模和鋼包的真空罐；由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制從而在澆注模和鋼包之間實(shí)現(xiàn)加載和卸載的虹吸管，加載后該虹吸管上與澆注模對應(yīng)的出口低于鋼包中的鋼液液面；用于使鋼包中的鋼液通過虹吸管的觸發(fā)裝置，所述觸發(fā)裝置包括用于在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的裝置。進(jìn)ー步的，所述觸發(fā)裝置包括與鋼包連接的吹氣攪拌裝置。進(jìn)ー步的，所述觸發(fā)裝置包括負(fù)壓引流裝置，該負(fù)壓引流裝置通過設(shè)置于虹吸管上的吸嘴與虹吸管連接。 進(jìn)ー步的，所述吸嘴位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下該吸嘴是可封堵的。進(jìn)ー步的，所述吸嘴的出口與負(fù)壓引流裝置之間通過易熔材料連接。進(jìn)ー步的，所述觸發(fā)裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉和開放的密封裝置。進(jìn)ー步的，所述吹氣攪拌裝置采用鋼包底吹裝置。進(jìn)ー步的，所述鋼包底吹裝置的排氣ロ與虹吸管的進(jìn)口上下相對設(shè)置。進(jìn)ー步的，所述真空罐中設(shè)有鋼包架，該鋼包架上設(shè)有鋼包加熱座，所述鋼包安裝在鋼包加熱座內(nèi)。進(jìn)ー步的，所述虹吸管的連接段位于真空罐的外側(cè)，虹吸管的上升段和下降段分別與真空罐頂部的兩個(gè)導(dǎo)管孔活動(dòng)、密封連接。由此，鋼液在虹吸管內(nèi)按真空罐內(nèi)——真空罐外——真空罐內(nèi)的流向，一方面縮小了真空罐體積，另一方面虹吸管的連接段位于真空罐外便于虹吸管的安裝、驅(qū)動(dòng)和固定。進(jìn)ー步的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在真空罐的上表面并與虹吸管連接。進(jìn)ー步的，所述澆注模與鋼包之間設(shè)有防塵隔離裝置。最簡單的做法是在澆注模與鋼包之間設(shè)ー塊擋板。本發(fā)明所要提供的另ー種鑄錠的設(shè)備包括用于裝載澆注模的第一真空罐和用于裝載鋼包的第二真空罐；由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制從而在澆注模和鋼包之間實(shí)現(xiàn)加載和卸載的虹吸管，加載后該虹吸管上與澆注模對應(yīng)的出口低于鋼包中的鋼液液面；用于使鋼包中的鋼液通過虹吸管的觸發(fā)裝置，所述觸發(fā)裝置包括用于在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的裝置。進(jìn)ー步的，所述觸發(fā)裝置包括與鋼包連接的吹氣攪拌裝置。進(jìn)ー步的，所述觸發(fā)裝置包括負(fù)壓引流裝置，所述負(fù)壓引流裝置通過設(shè)置于虹吸管上的吸嘴與虹吸管連接。進(jìn)ー步的，所述吸嘴位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下該吸嘴是可封堵的。進(jìn)ー步的，所述觸發(fā)裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉和開放的密封裝置。
進(jìn)ー步的，所述虹吸管的連接段位于第一真空罐和第二真空罐的外側(cè)，虹吸管的上升段與第二真空罐頂部的導(dǎo)管孔活動(dòng)、密封連接，虹吸管的下降段的末段構(gòu)成與第一真空罐頂部的導(dǎo)管孔固定、密封連接的固定部分，該虹吸管上除該固定部分外為活動(dòng)部分，所述固定部分與活動(dòng)部分之間通過對接結(jié)構(gòu)可分離連接，在活動(dòng)部分的出口處設(shè)有在虹吸形成前后使該出ロ封閉和開放的密封裝置。用于上述第一種鑄錠的設(shè)備的真空罐，該真空罐具有裝載澆注模和鋼包的容積，該容積的高度滿足一、當(dāng)在澆注模和鋼包之間加載虹吸管后該虹吸管上與澆注模對應(yīng)的出ロ低于鋼包中的鋼液液面；ニ、虹吸燒注完成前鋼包中鋼液液面高于燒注模中鋼液液面。進(jìn)ー步的，包括罐體和安裝在罐體上方且可移動(dòng)的罐蓋，所述罐蓋上開有與虹吸管的上升段和下降段相配合的導(dǎo)管孔。用于上述鑄錠的設(shè)備的虹吸管，包括上升段、下降段以及位于上升段和下降段之間的連接段，其所述連接段包括第一彎曲部和第二彎曲部，所述第一彎曲部和第二彎曲部 之間通過榫卯結(jié)構(gòu)相連。進(jìn)ー步的，所述連接段的表面設(shè)有由至少兩片瓣形件可分離扣合形成的包套，該包套與彎曲部之間設(shè)有若干組緊固螺栓，每組緊固螺栓由至少兩個(gè)沿周向布置的緊固螺栓所組成。本發(fā)明還要提供了一種精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)エ藝，包括的步驟為a、將澆注模和鋼包置于真空環(huán)境中并實(shí)施鋼包底吹，其中鋼包中鋼液所在環(huán)境的真空度滿足鋼液真空脫氣要求；b、在澆注模和鋼包之間加載虹吸管，確保加載后該虹吸管上與澆注模對應(yīng)的出ロ低于鋼包中的鋼液液面；c、在鋼包底吹的同時(shí)通過設(shè)置于虹吸管上的吸嘴對該虹吸管進(jìn)行負(fù)壓引流從而觸發(fā)鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注摸；d、借助鋼包和澆注模中鋼液的液面高度差完成對澆注模的虹吸澆注并卸載虹吸管。進(jìn)ー步的，按照使鋼液朝虹吸管的進(jìn)口上涌為條件來設(shè)定鋼包底吹的位置。進(jìn)ー步的，所述吸嘴位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時(shí)堵住該吸嘴。進(jìn)ー步的，連接于該吸嘴出口上的管道采用易熔材料制作以便當(dāng)鋼液流經(jīng)時(shí)自動(dòng)熔斷，當(dāng)易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴的出ロ。進(jìn)ー步的，步驟c中的觸方式發(fā)還包括在負(fù)壓引流前使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之間的通道封閉以及當(dāng)鋼液通過時(shí)開放該通道的操作。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)ー步的說明。本申請附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實(shí)踐了解到。


圖I為本發(fā)明所提供的一種鑄錠設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所提供的另ー種鑄錠設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖I中A處的局部放大圖。圖4為圖2中B處的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，真空罐I 包括罐體Ia和安裝在罐體Ia上方且可移動(dòng)的罐蓋lb，所述罐蓋Ib上開有分別與虹吸管8的上升段和下降段相配合的導(dǎo)管孔17，罐體Ia上設(shè)有與真空泵系統(tǒng)連接的管道；所述罐蓋Ib安裝在罐蓋車上以便進(jìn)行升降和平移，其平移可至罐ロ全部開啟或閉合；罐蓋Ib的上表面上安裝有驅(qū)動(dòng)裝置7和虹吸管固定架9。該真空罐I中設(shè)有鋼包架2，該鋼包架2上設(shè)有鋼包加熱座4，鋼包5安裝在鋼包加熱座4內(nèi)；鋼包加熱座4采用感應(yīng)加熱方式，其感應(yīng)功率選擇在鋼液加熱需用范圍內(nèi)而不用于固體金屬熔化；而鋼包5的高寬比滿足VD (真空脫氣)エ藝對鋼包高寬比的要求；真空罐I中位于鋼包架2的ー側(cè)地面上放有澆注模16，該澆注模16與鋼包5之間具有實(shí)現(xiàn)虹吸澆注的高度差。此外，在澆注模16與鋼包5之間設(shè)有擋板22，擋板22的頂部可吊裝在罐蓋Ib的下側(cè)。虹吸管8的連接段位于真空罐I的外側(cè)，該連接段通過虹吸管固定架9支撐并通過驅(qū)動(dòng)裝置7帶動(dòng)做升降運(yùn)動(dòng)，虹吸管8的上升段和下降段分別與真空罐I頂部的兩個(gè)導(dǎo)管孔17配合，所述各導(dǎo)管孔17與相應(yīng)的直管部之間設(shè)置有密封裝置6 ;驅(qū)動(dòng)裝置7可采用多種現(xiàn)有機(jī)構(gòu)，比如液壓缸、蝸輪螺桿升降機(jī)等等。虹吸管8的進(jìn)口和出ロ 14分別與鋼包5和澆注模16上方的開ロ對應(yīng)，在驅(qū)動(dòng)裝置7的帶動(dòng)下，該虹吸管8的進(jìn)ロ可插入到鋼包5的鋼液中，由此使虹吸管8在鋼包5和澆注模16之間實(shí)現(xiàn)加載；需要吋，驅(qū)動(dòng)裝置7又可帶動(dòng)虹吸管8上升并使虹吸管8在鋼包5和澆注模16之間實(shí)現(xiàn)卸載；此外，虹吸管8下降段上設(shè)有吸嘴13，吸嘴13同樣位于真空罐I的外側(cè)。鋼包5的底部設(shè)有鋼包底吹裝置3，具體采用吹氬方式，該鋼包底吹裝置3的排氣ロ與虹吸管8的進(jìn)ロ之間呈上下相對設(shè)置的關(guān)系，這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置7帶動(dòng)虹吸管8的進(jìn)ロ插入到鋼包5的鋼液中后，啟動(dòng)鋼包底吹裝置3會(huì)使鋼液將朝虹吸管8的進(jìn)口上涌。鋼包5的上方設(shè)有屏蔽蓋(圖中未標(biāo)號(hào))，該屏蔽蓋上分別開有與罐蓋Ib上的導(dǎo)管孔17和觀察孔分別對應(yīng)的通孔，以便虹吸管8的上升段通過該屏蔽蓋在鋼包5中上下運(yùn)動(dòng)以及通過觀察孔觀察鋼包5中的鋼液狀況。虹吸管包括上升段、下降段以及位于上升段和下降段之間的連接段，為便于制作，所述連接段包括第一彎曲部8a和第二彎曲部Sb，所述第一彎曲部8a和第二彎曲部Sb之間通過榫卯結(jié)構(gòu)11相連，比如通過燕尾公母槽嵌入對接，接縫再用耐火泥密封。所述彎曲部的表面還設(shè)有由至少兩片瓣形件可分離扣合形成的包套10，該包套10與彎曲部之間設(shè)有若干組緊固螺栓，每組緊固螺栓由至少兩個(gè)沿周向布置的緊固螺栓12所組成。虹吸管應(yīng)由鎬質(zhì)或石英等耐火材料制作，包套10最好采用金屬材料，以便達(dá)到必要的剛性。如圖3所示，所述吸嘴13連接負(fù)壓引流裝置，該負(fù)壓引流裝置可以采用多種方式實(shí)現(xiàn)負(fù)壓引流的效果，比如直接采用泵。此處，負(fù)壓引流裝置包括由橫管21和豎管20連接構(gòu)成的T型管，使用時(shí)向橫管21內(nèi)通入超音速氣流(如圖3中箭頭所示方向)，根據(jù)文丘里效應(yīng)，豎管20內(nèi)將產(chǎn)生負(fù)壓，從而將與豎管20連接的吸嘴13中的氣流吸入橫管21。豎管20與吸嘴13之間通過塑料管19連接，當(dāng)鋼液流經(jīng)塑料管19時(shí)該塑料管19可自動(dòng)熔斷，以便用耐火材料堵住吸嘴13的出口。
下面對上述設(shè)備的使用方法進(jìn)行說明。首先，通過行車或?qū)Ｓ玫蹙邔沧⒛?6、鋼包5吊入罐體Ia中，并用軟木塞15塞住虹吸管8的出口 14，然后用罐蓋Ib封閉罐體Ia的罐ロ，通過真空泵系統(tǒng)逐漸使真空罐I內(nèi)形成真空狀態(tài)，然后對鋼包5中的鋼液進(jìn)行真空精煉，其過程進(jìn)行嚴(yán)格的鋼液溫度控制，真空精煉時(shí)采用VDエ藝，通過鋼包底吹裝置3進(jìn)行底吹氬氣，通過擋板22可防止VDエ藝產(chǎn)生的粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入到澆注模16中；此后，在驅(qū)動(dòng)裝置7的帶動(dòng)下，該虹吸管8的進(jìn)ロ插入到鋼包5的鋼液中，由此使虹吸管8在鋼包5和澆注模16之間實(shí)現(xiàn)加載，在繼續(xù)對鋼包5進(jìn)行底吹氬的情況下啟動(dòng)負(fù)壓引流裝置，使鋼包5中的鋼液通過虹吸管8的最高點(diǎn)，當(dāng)鋼液流經(jīng)吸嘴13時(shí)將塑料管19熔斷，然后操作者迅速用耐火材料堵住吸嘴13的出口，當(dāng)液流經(jīng)虹吸管8的出ロ 14時(shí)使軟木塞15熔損脫落，此后鋼液注入澆注模16中，利用鋼包和澆注模中鋼液的液面高度所產(chǎn)生的勢能鋼流持續(xù)注入澆注模16，完成后通過驅(qū)動(dòng)裝置7卸載虹吸管8 ;在過程中對鋼包5進(jìn)行感應(yīng)加熱以使其中的鋼液維持恒溫狀態(tài)。上述過程中的真空精煉、虹吸澆注全部在真空罐內(nèi)完成，其冶金效果兼?zhèn)淞恕?VD” 真空精煉和部分“ RH”精煉效果，其過程相當(dāng)于經(jīng)過二次精煉，尤其是精煉與澆注同時(shí)進(jìn)行，有害氣體在真空狀態(tài)下鋼液的冷凝中釋放而終結(jié)了鋼液吸氣的機(jī)會(huì)，鋼錠實(shí)物含氫量及有害氣體呈幾何數(shù)量級減少。虹吸真空鋼錠模上部澆注，省卻了鋼包座磚、滑動(dòng)水口、引流砂和傳統(tǒng)下注的保護(hù)渣、流鋼磚、鑄管磚、喇叭ロ磚等，原先鋼液中的夾雜物經(jīng)過精煉得以去除，鋼中夾雜物數(shù)量也成倍地下降，其中> 50 μ m的大顆粒夾雜物基本消除。鋼包加熱實(shí)現(xiàn)了恒溫澆注，能夠精確確定和控制所澆注鋼種的過熱度，再加上上注鋼流的沖擊作用，使鋼錠無疏松、無縮孔和成分偏析減小及晶粒均勻。這種卓越的冶金品質(zhì)，為高端鋼鐵產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用提供有力的支撐。圖2、4所示的第二種鑄錠設(shè)備與上述第一種鑄錠設(shè)備的主要區(qū)別在于將澆注模16和鋼包5分別置于不同的真空罐內(nèi)。由此導(dǎo)致第二種鑄錠設(shè)備在某些局部結(jié)構(gòu)上與第一種鑄錠設(shè)備有所不同。除此以外，第二種鑄錠設(shè)備的眾多細(xì)部均可參考第一種鑄錠設(shè)備上的相應(yīng)設(shè)計(jì)。第二種鑄錠設(shè)備包括用于裝載澆注模16的第一真空罐18a和用于裝載鋼包5的第二真空罐18b，裝載于第一真空罐18a中的澆注模16與裝載于第二真空罐18b中的鋼包5之間具有實(shí)現(xiàn)虹吸澆注的高度差，第一真空罐18a與第二真空罐18b可共用ー套真空系統(tǒng)，通過關(guān)閉和打開截止閥實(shí)現(xiàn)兩個(gè)罐的先后抽真空；由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7控制從而在澆注模16和鋼包5之間實(shí)現(xiàn)加載和卸載的虹吸管8，虹吸管8的連接段位于第一真空罐18a和第二真空罐18b的外側(cè)，虹吸管8的上升段與第二真空罐18b頂部的導(dǎo)管孔17活動(dòng)、密封連接，虹吸管8的下降段的末段構(gòu)成與第一真空罐18a頂部的導(dǎo)管孔17固定、密封連接的固定部分23，該虹吸管8上除該固定部分23外為活動(dòng)部分24，所述固定部分23與活動(dòng)部分24之間通過對接結(jié)構(gòu)25可分離連接，在活動(dòng)部分24的出口 27處設(shè)有在虹吸形成前后使該出口 27封閉和開放的密封裝置。其中，如圖4所示，所述對接結(jié)構(gòu)25采用凹凸配合的結(jié)構(gòu)，活動(dòng)部分24的下端為公榫，固定部分23的上端為母榫，對接后可用耐火泥密封；出口 27處通過鋁合金片26進(jìn)行密封，這時(shí)虹吸管8上與澆注模16對應(yīng)的出ロ 14不再密封。使用第二種鑄錠設(shè)備時(shí)，先在第二真空罐18b中采用VDエ藝進(jìn)行真空精煉，然后再對第一真空罐18a抽真空，當(dāng)?shù)诙婵展?8b真空度<第一真空罐18a真空度時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)虹吸管8的活動(dòng)部分24下降與固定部分23對接，然后采用與第一種鑄錠設(shè)備相 同的觸發(fā)方式觸發(fā)虹吸鋼液流熔化鋁合金片26，形成虹吸澆注。
權(quán)利要求
1.鑄錠的方法，包括的步驟為a、將澆注模(16)和鋼包(5)置于真空環(huán)境中；b、在澆注模(16)和鋼包(5)之間加載虹吸管(8)并確保加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應(yīng)的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；c、觸發(fā)鋼包(5)中的鋼液通過該虹吸管⑶而注入澆注模(16)，所述觸發(fā)方式包括在虹吸管(8)的通道與鋼包(5)中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的操作；d、借助鋼包(5)和澆注模(16)中鋼液的液面高度差完成對澆注模(13)的虹吸澆注并卸載虹吸管(8)。
2.如權(quán)利要求I所述的鑄錠的方法，其特征在于步驟c中的觸發(fā)方式包括同時(shí)對鋼包(5)中的鋼液進(jìn)行吹氣攪拌的操作。
3.如權(quán)利要求2所述的鑄錠的方法，其特征在于步驟c中的所述創(chuàng)造壓差的方式包括通過設(shè)置于該虹吸管(8)上的吸嘴(13)對該虹吸管(8)進(jìn)行負(fù)壓引流的操作。
4.如權(quán)利要求3所述的鑄錠的方法，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時(shí)堵住該吸嘴(13)。
5.如權(quán)利要求4所述的鑄錠的方法，其特征在于連接于該吸嘴(13)出口上的管道采用易熔材料制作以便當(dāng)鋼液流經(jīng)時(shí)自動(dòng)熔斷，當(dāng)易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴(13)的出口。
6.如權(quán)利要求3所述的鑄錠的方法，其特征在于步驟c中的觸發(fā)方式還包括在負(fù)壓引流前使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉以及當(dāng)鋼液通過時(shí)開放該通道的操作。
7.如權(quán)利要求2所述的鑄錠的方法，其特征在于對鋼包(5)中的鋼液進(jìn)行吹氣攪拌是通過鋼包底吹來實(shí)現(xiàn)的。
8.如權(quán)利要求7所述的鑄錠的方法，其特征在于按照使鋼液朝虹吸管(8)的進(jìn)口上涌為條件來設(shè)定鋼包底吹的位置。
9.如權(quán)利要求I所述的鑄錠的方法，其特征在于在虹吸澆注的過程中對鋼包(5)進(jìn)行加熱以使其中的鋼液維持恒溫狀態(tài)。
10.鑄錠的設(shè)備，其特征在于，包括用于裝載澆注模(16)和鋼包(5)的真空罐(I);由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)控制從而在澆注模(16)和鋼包(5)之間實(shí)現(xiàn)加載和卸載的虹吸管(8)，加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應(yīng)的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；用于使鋼包(5)中的鋼液通過虹吸管(8)的觸發(fā)裝置，所述觸發(fā)裝置包括用于在虹吸管(8)的通道與鋼包(5)中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述觸發(fā)裝置包括與鋼包(5)連接的吹氣攪拌裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述觸發(fā)裝置包括負(fù)壓引流裝置，該負(fù)壓引流裝置通過設(shè)置于虹吸管(8)上的吸嘴(13)與虹吸管(8)連接。
13.如權(quán)利要求12所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下該吸嘴(13)是可封堵的。
14.如權(quán)利要求13所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述吸嘴(13)的出口與負(fù)壓引流裝置之間通過易熔材料連接。
15.如權(quán)利要求12所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述觸發(fā)裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉和開放的密封裝置。
16.如權(quán)利要求11所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述吹氣攪拌裝置采用鋼包底吹裝置⑶。
17.如權(quán)利要求16所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述 鋼包底吹裝置(3)的排氣口與虹吸管(8)的進(jìn)口上下相對設(shè)置。
18.如權(quán)利要求10所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述真空罐(I)中設(shè)有鋼包架(2)，該鋼包架⑵上設(shè)有鋼包加熱座(4)，所述鋼包(5)安裝在鋼包加熱座⑷內(nèi)。
19.如權(quán)利要求10所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述虹吸管(8)的連接段位于真空罐⑴的外側(cè)，虹吸管⑶的上升段和下降段分別與真空罐⑴頂部的兩個(gè)導(dǎo)管孔(17)活動(dòng)、密封連接。
20.如權(quán)利要求19所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)安裝在真空罐(I)的上表面并與虹吸管(8)連接。
21.如權(quán)利要求10所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述澆注模(16)與鋼包(5)之間設(shè)有防塵隔離裝置。
22.鑄錠的設(shè)備，其特征在于，包括用于裝載澆注模(16)的第一真空罐(18a)和用于裝載鋼包(5)的第二真空罐(18b);由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)控制從而在澆注模(16)和鋼包(5)之間實(shí)現(xiàn)加載和卸載的虹吸管(8)，加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應(yīng)的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；用于使鋼包(5)中的鋼液通過虹吸管(8)的觸發(fā)裝置，所述觸發(fā)裝置包括用于在虹吸管(8)的通道與鋼包(5)中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述觸發(fā)裝置包括與鋼包(5)連接的吹氣攪拌裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述觸發(fā)裝置包括負(fù)壓引流裝置，所述負(fù)壓引流裝置通過設(shè)置于虹吸管(8)上的吸嘴(13)與虹吸管(8)連接。
25.如權(quán)利要求24所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下該吸嘴(13)是可封堵的。
26.如權(quán)利要求24所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述觸發(fā)裝置還包括在虹吸形成前后使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉和開放的密封裝置。
27.如權(quán)利要求24所述的鑄錠的設(shè)備，其特征在于所述虹吸管(8)的連接段位于第一真空罐(18a)和第二真空罐(18b)的外側(cè)，虹吸管(8)的上升段與第二真空罐(18b)頂部的導(dǎo)管孔(17)活動(dòng)、密封連接，虹吸管(8)的下降段的末段構(gòu)成與第一真空罐(18a)頂部的導(dǎo)管孔(17)固定、密封連接的固定部分(23)，該虹吸管(8)上除該固定部分(23)外為活動(dòng)部分(24)，所述固定部分(23)與活動(dòng)部分(24)之間通過對接結(jié)構(gòu)(25)可分離連接，在活動(dòng)部分(24)的出口(27)處設(shè)有在虹吸形成前后使該出口(27)封閉和開放的密封裝置。
28.用于權(quán)利要求10所述的鑄錠的設(shè)備的真空罐，其特征在于該真空罐(I)具有裝載澆注模(16)和鋼包(5)的容積，該容積的高度滿足一、當(dāng)在澆注模(16)和鋼包(5)之間加載虹吸管(8)后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應(yīng)的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；二、虹吸澆注完成前鋼包(5)中鋼液液面高于澆注模(16)中鋼液液面。
29.如權(quán)利要求28所述的真空罐，其特征在于包括罐體(Ia)和安裝在罐體(Ia)上方且可移動(dòng)的罐蓋(Ib)，所述罐蓋(Ib)上開有與虹吸管(8)的上升段和下降段相配合的導(dǎo)管孔(17)。
30.用于權(quán)利要求10至27中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鑄錠的設(shè)備的虹吸管，包括上升段、下降段以及位于上升段和下降段之間的連接段，其特征在于所述連接段包括第一彎曲部(8a)和第二彎曲部(Sb)，所述第一彎曲部(8a)和第二彎曲部(Sb)之間通過榫卯結(jié)構(gòu)(11)相連。
31.如權(quán)利要求30所述的虹吸管，其特征在于所述連接段的表面設(shè)有由至少兩片瓣形件可分離扣合形成的包套(10)，該包套(10)與彎曲部之間設(shè)有若干組緊固螺栓，每組緊固螺栓由至少兩個(gè)沿周向布置的緊固螺栓(12)所組成。
32.精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)工藝，包括的步驟為a、將澆注模(16)和鋼包(5)置于真空環(huán)境中并實(shí)施鋼包底吹，其中鋼包(5)中鋼液所在環(huán)境的真空度滿足鋼液真空脫氣要求；b、在澆注模(16)和鋼包(5)之間加載虹吸管(8)，確保加載后該虹吸管(8)上與澆注模(16)對應(yīng)的出口(14)低于鋼包(5)中的鋼液液面；c、在鋼包底吹的同時(shí)通過設(shè)置于虹吸管(8)上的吸嘴(13)對該虹吸管(8)進(jìn)行負(fù)壓引流從而觸發(fā)鋼包(5)中的鋼液通過該虹吸管(8)而注入澆注模(16) ;d、借助鋼包(5)和澆注模(16)中鋼液的液面高度差完成對澆注模(13)的虹吸澆注并卸載虹吸管(8)。
33.如權(quán)利要求32所述的精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于按照使鋼液朝虹吸管(8)的進(jìn)口上涌為條件來設(shè)定鋼包底吹的位置。
34.如權(quán)利要求32或33所述的精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述吸嘴(13)位于虹吸管(8)的下降段上或位于虹吸管(8)的下降段與上升段之間的連接段上，至少在吸嘴(13)位于所述下降段上的情況下需在鋼液通過時(shí)堵住該吸嘴(13)。
35.如權(quán)利要求34所述的精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于連接于該吸嘴(13)出口上的管道采用易熔材料制作以便當(dāng)鋼液流經(jīng)時(shí)自動(dòng)熔斷，當(dāng)易熔材料熔斷后立即用耐火材料堵住吸嘴(13)的出口。
36.如權(quán)利要求32或33所述的精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟c中的觸方式發(fā)還包括在負(fù)壓引流前使虹吸管(8)中位于吸嘴(13)和出口(14)之間的通道封閉以及當(dāng)鋼液通過時(shí)開放該通道的操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可改善鑄錠質(zhì)量的鑄錠的方法、設(shè)備、附件及精煉與鑄錠一體化生產(chǎn)工藝。該方法包括的步驟為a、將澆注模和鋼包置于真空環(huán)境中；b、在澆注模和鋼包之間加載虹吸管并確保加載后該虹吸管上與澆注模對應(yīng)的出口低于鋼包中的鋼液液面；c、觸發(fā)鋼包中的鋼液通過該虹吸管而注入澆注模，所述觸發(fā)方式包括在虹吸管的通道與鋼包中鋼液液面上部之間創(chuàng)造一個(gè)促使鋼液上升的壓差的操作；d、借助鋼包和澆注模中鋼液的液面高度差完成對澆注模的虹吸澆注并卸載虹吸管。利用虹吸原理實(shí)施真空上注，避免了鋼包水口、保護(hù)渣、鑄管磚、流鋼磚等對鋼液的污染，鋼液的二次氧化大為減輕，虹吸鋼流壓力穩(wěn)定，提高了鋼錠組織的潔凈度和內(nèi)在質(zhì)量。
文檔編號(hào)B22D35/04GK102632226SQ20121008517
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者何德武, 桑曙光 申請人:攀枝花市立宇礦業(yè)有限公司