專利名稱：緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及薄帶連鑄領(lǐng)域，特別涉及一種緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置。
背景技術(shù)：
近年來，國內(nèi)外對(duì)開發(fā)鋼帶直接澆鑄技術(shù)(即帶鋼近終形加工技術(shù))的研究活動(dòng) 越來越活躍，這其中發(fā)展最快的是雙輥薄帶連鑄技術(shù)。雙輥薄帶連鑄技術(shù)最早是1865年 Henry Bessemer提出這一想法的(US Patent :49053)。薄帶連鑄將連續(xù)鑄造、軋制、甚至熱 處理等工序融為一體，使生產(chǎn)的薄帶坯稍經(jīng)后續(xù)軋制就一次性形成工業(yè)成品，大大簡化了 從鋼水到鋼帶的生產(chǎn)工序，縮短了生產(chǎn)周期，使鋼鐵生產(chǎn)流程更緊湊、更連續(xù)、更高效、更環(huán) 保；同時(shí)生產(chǎn)成本顯著降低，并且生產(chǎn)出的薄帶產(chǎn)品質(zhì)量不亞于傳統(tǒng)工藝。因此這一技術(shù)一 旦被突破，將會(huì)給世界上整個(gè)鋼鐵業(yè)帶來革命性的沖擊。具體地說，雙輥薄帶連鑄過程典型的是直接將熱態(tài)的鋼水從鋼包經(jīng)過中間包和 浸入式水口，通過布流器將鋼水均勻布流到一個(gè)由兩個(gè)相向旋轉(zhuǎn)的水冷結(jié)晶輥和側(cè)封板形 成的熔池中，經(jīng)過水冷結(jié)晶輥的冷卻形成1 5mm鑄帶，鑄帶經(jīng)過夾送輥送入在線軋機(jī)中軋 制成0. 7-2. 5mm的薄帶，然后通過輸送輥道以及冷卻控制裝置，然后經(jīng)過卷取前的夾送輥， 最后進(jìn)入卷取機(jī)卷取成熱軋鋼帶。上述側(cè)封板(也稱側(cè)壩)在澆鑄過程中直接與鋼水接觸，在薄帶連鑄中是個(gè)關(guān)鍵 部件，它的材質(zhì)一般是氮化硼及其他高溫耐火材料的混合物，可以保證和熔融鋼水不浸潤， 在熱態(tài)鋼水注入之前，需要對(duì)側(cè)封板進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為1100°C。目前側(cè)封板的加熱及安裝操作過程如下側(cè)封板的烘烤是離線的，烘烤爐位于離雙輥鑄機(jī)3米處，熱裝時(shí)需要兩個(gè)人從烘 烤爐中將側(cè)封板人工夾持到結(jié)晶輥端面的側(cè)封支架上，由側(cè)封頂緊機(jī)構(gòu)使側(cè)封板緊密貼合 在結(jié)晶輥的端面，然后中間包車開過來等待大包鋼水的注入，大包鋼水注入到一定噸位后， 中間包開澆將鋼水注入到由結(jié)晶輥和側(cè)封板圍成的熔池中。上述過程目前存在的主要問題是從側(cè)封板出爐到側(cè)封板與鋼水接觸的整個(gè)熱裝 過程時(shí)長一般在5min左右，導(dǎo)致側(cè)封板的溫降顯著，5min左右側(cè)封板的溫度過低(650°C以 下)，在生產(chǎn)中是絕對(duì)不允許的。下面詳細(xì)描述一下在開澆時(shí)由于側(cè)封板溫度過低，會(huì)造成的嚴(yán)重后果(1)側(cè)封板“掛冷鋼”，在“三重點(diǎn)”處(結(jié)晶輥6、固定側(cè)封板5的內(nèi)側(cè)以及金屬熔 體三種不同介質(zhì)的交界處形成“三重點(diǎn)”)，由于結(jié)晶輥6的熱流密度大，熱傳導(dǎo)較快，金屬 熔體會(huì)先凝固，先凝固的金屬中有一部分金屬會(huì)隨著結(jié)晶輥6的旋轉(zhuǎn)形成鑄帶7，而另一部 分先凝固的金屬，由于側(cè)封板5是固定在旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥6端部不動(dòng)的，且側(cè)封板5內(nèi)側(cè)的溫 度稍低于鋼液溫度，會(huì)少量地粘在固定的側(cè)封板5上，隨著澆鑄過程的進(jìn)行，這些粘在側(cè)封 板5內(nèi)側(cè)上的先凝金屬會(huì)成為后續(xù)金屬熔體局部凝固的形核核心，由凝固理論可知，一旦 金屬熔體有了形核的核心，那么金屬熔體在該核心上就會(huì)持續(xù)形核并長大，這樣一塊粘在 側(cè)封板5上長大到一定尺寸的金屬，我們稱之為“冷鋼”。“冷鋼”的出現(xiàn)，其重量達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)從側(cè)封板5內(nèi)側(cè)脫落到三角熔池中，由于尺寸較大，而且在熔池中停留的時(shí)間 非常短，不會(huì)馬上重熔，隨著結(jié)晶輥6的旋轉(zhuǎn)，大的“冷鋼”會(huì)造成對(duì)結(jié)晶輥輥面的破壞；大 的“冷鋼”穿過輥縫，會(huì)造成軋制力激增，使?jié)茶T過程不平穩(wěn)；更大的“冷鋼”穿過輥縫，使輥 縫縫值瞬間增大，造成吻合點(diǎn)(KISS點(diǎn))下移，可能會(huì)出現(xiàn)斷帶風(fēng)險(xiǎn)。(2)液面“結(jié)殼”，由于側(cè)封板溫度過低，降低了熔池表層靠近側(cè)封處的鋼水流動(dòng) 性，容易造成液面“結(jié)殼”現(xiàn)象。有時(shí)候這種液面“結(jié)殼”現(xiàn)象所造成的影響可能是致命的， 主要包括a)由于液面“結(jié)殼”的出現(xiàn)，會(huì)對(duì)熔池鋼水液位檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致無法正確 獲得液位的實(shí)際值；b)由于液面“結(jié)殼”的出現(xiàn)，當(dāng)a)中的情況發(fā)生后，熔池鋼水液位閉環(huán)系統(tǒng)無法正 常工作，造成鋼水液位的劇烈波動(dòng)，從而極有可能導(dǎo)致溢鋼或漏鋼等嚴(yán)重事故的發(fā)生。由此可見，控制側(cè)封板的過程溫降，縮短側(cè)封板從出爐等待到與鋼水接觸之間的 等待時(shí)間，使側(cè)封板的溫降盡可能地小，是保證薄帶連鑄過程順利進(jìn)行的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，能有效縮短側(cè)封 板從出爐等待到與鋼水接觸之間的等待時(shí)間，減少側(cè)封板在熱裝過程中的溫降，有效避免 高溫鋼水和側(cè)封板接觸時(shí)側(cè)封板“掛冷鋼”和液面“結(jié)殼”的問題；增加在工作過程中對(duì)側(cè) 封板的輔助加熱功能；同時(shí)機(jī)構(gòu)簡單、熱裝快速方便、自動(dòng)化程度高；可以減少兩個(gè)操作人 員的人力資源；還能省去一個(gè)加熱裝置，大大節(jié)約場(chǎng)地資源。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其包括二個(gè)兩瓣式加熱裝置，分別放置結(jié)晶輥 的兩端，該加熱裝置包括兩塊平行間隔設(shè)置的第一、第二加熱體，第一、第二加熱體與結(jié)晶 輥端面平行；兩塊加熱體之間的間隙供結(jié)晶輥兩端的側(cè)封板放置；加熱體面積大小與側(cè)封 板相匹配；二頂緊機(jī)構(gòu)，分別位于結(jié)晶輥的兩端；該頂緊機(jī)構(gòu)包括頂緊桿及與之連接的液 壓缸，頂緊桿設(shè)置于位于外側(cè)的第一加熱體。進(jìn)一步，所述的頂緊機(jī)構(gòu)的頂緊桿穿過第一加熱體。所述的頂緊機(jī)構(gòu)包括三根頂緊桿及相應(yīng)的液壓缸。所述的三根頂緊桿的作用點(diǎn)位 置為側(cè)封板三條長邊的延長線交點(diǎn)至側(cè)封板的重心之間的中點(diǎn)。又，本實(shí)用新型所述的第一、第二加熱體的背面設(shè)有絕熱結(jié)構(gòu)。加熱結(jié)束后進(jìn)行熱裝時(shí)，兩瓣式加熱裝置分體，靠近結(jié)晶輥端面的第二加熱體向 上平移，第一加熱體側(cè)壁上設(shè)置有頂緊桿，頂緊驅(qū)動(dòng)力由液壓驅(qū)動(dòng)，頂緊桿在第二加熱體平 移到上限位后開始動(dòng)作，將側(cè)封板頂緊壓靠在結(jié)晶輥的端面上，等待鋼水的注入。在等待過 程中，第一加熱體仍然位于側(cè)封板的背面，繼續(xù)加熱，這樣可以大大減少側(cè)封板在熱裝等待 過程中的溫降。澆注過程中，第二加熱體位于上限位，在澆注的初期，第一加熱體加熱，目的是避 免高溫鋼水和側(cè)封板接觸時(shí)側(cè)封板“掛冷鋼”和液面“結(jié)殼”的問題；在澆注一段時(shí)間待側(cè) 封板溫度接近鋼水溫度以后，可以停止第一加熱體的加熱工作。本實(shí)用新型的有益效果[0023]1)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，占地空間小，易于加工制造；且熱裝方便，安全可靠，自 動(dòng)化程度高。2)本實(shí)用新型取消了由原先熱裝時(shí)需要兩個(gè)人夾持側(cè)封板的整個(gè)操作過程，節(jié)省 了人力；3)本實(shí)用新型有效縮短了側(cè)封板從出爐等待到與鋼水接觸之間的等待時(shí)間，減少 了側(cè)封板在熱裝過程中的溫降，避免了因側(cè)封板溫度過低而引起的一系列問題；4)本實(shí)用新型增加了在工作過程中對(duì)側(cè)封板的輔助加熱功能，具有明顯的技術(shù)進(jìn)
止
少；5)本實(shí)用新型在結(jié)晶輥旁邊設(shè)計(jì)預(yù)熱裝置，省去了原先在地面上預(yù)熱側(cè)封板的加 熱裝置，大大節(jié)約了場(chǎng)地資源。

圖1為本實(shí)用新型涉及的薄帶連鑄連軋機(jī)組工藝流程示意圖。圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中對(duì)側(cè)封板進(jìn)行升溫加熱時(shí)的狀態(tài)示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中澆注過程中側(cè)封板的狀態(tài)示意圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中澆注過程中側(cè)封板的頂緊位置示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中側(cè)封板頂緊位置的幾何關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。參見圖1 圖6，本實(shí)用新型緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其包括二個(gè)兩瓣 式加熱裝置，分別放置結(jié)晶輥6的兩端，該加熱裝置(以結(jié)晶輥6 —端為例)包括兩塊平行 間隔設(shè)置的第一加熱體14、第二加熱體14’，第一、第二加熱體14、14’與結(jié)晶輥6端面平 行；兩塊加熱體之間的間隙供結(jié)晶輥兩端的側(cè)封板5放置；加熱體面積大小與側(cè)封板相匹 配；二頂緊機(jī)構(gòu)，分別位于結(jié)晶輥6的兩端；該頂緊機(jī)構(gòu)(以結(jié)晶輥6 —端為例)包括三根 頂緊桿15、15’、15”及相應(yīng)的液壓缸。本實(shí)用新型所述的第一、第二加熱體的背面設(shè)有絕熱 結(jié)構(gòu)。加熱結(jié)束進(jìn)行熱裝時(shí)，兩瓣式加熱裝置進(jìn)行分體，靠近結(jié)晶輥端面的第二加熱體 14’向上平移，第一加熱體14側(cè)壁上的3個(gè)由液壓缸驅(qū)動(dòng)頂緊桿15、15’、15”在第二加熱體 14’平移到上限位后開始動(dòng)作，將側(cè)封板5頂緊壓靠在結(jié)晶輥6的端面上，等待鋼水的注入。 在等待過程中，第一加熱體14仍然位于側(cè)封板5的背面，保持加熱，這樣可以大大減少側(cè)封 板5在熱裝等待過程中的溫降。待鋼水注入熔池接觸側(cè)封板5的瞬間，采用紅外測(cè)溫槍實(shí) 測(cè)側(cè)封板內(nèi)壁的溫度，測(cè)得此時(shí)側(cè)封板內(nèi)壁的溫度為980°C，遠(yuǎn)高于之前方法的640°C。澆注過程中，如圖4所示，第二加熱體14’位于上限位，在澆注的初期，第一加熱體 14進(jìn)行加熱，目的是避免高溫鋼水和側(cè)封板接觸時(shí)側(cè)封板“掛冷鋼”和液面“結(jié)殼”的問題； 在澆注一段時(shí)間待側(cè)封板溫度接近鋼水溫度以后，停止第一加熱體14的加熱工作。再請(qǐng)參見圖5、圖6，本實(shí)用新型實(shí)施例頂緊方式采用3缸頂緊方式，3個(gè)由液壓缸 驅(qū)動(dòng)頂緊桿15、15，、15”的作用點(diǎn)位置為01、02、03，01、02、03分別為側(cè)封板5三條長邊的線交點(diǎn)至側(cè)封板的重心之間的中點(diǎn)即AO、BO、CO的中點(diǎn)，點(diǎn)A、點(diǎn)B、點(diǎn)C為側(cè)封板5三 條長邊的延長線交點(diǎn)，0為AABC的重心(AABC三條中線的交點(diǎn))，以確保最佳的側(cè)封頂緊效果。
權(quán)利要求緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其特征是，包括二個(gè)兩瓣式加熱裝置，分別放置結(jié)晶輥的兩端，該加熱裝置包括兩塊平行間隔設(shè)置的第一、第二加熱體，第一、第二加熱體與結(jié)晶輥端面平行；兩塊加熱體之間的間隙供結(jié)晶輥兩端的側(cè)封板放置；加熱體面積大小與側(cè)封板相匹配；二頂緊機(jī)構(gòu)，分別位于結(jié)晶輥的兩端；該頂緊機(jī)構(gòu)包括頂緊桿及與之連接的液壓缸，頂緊桿設(shè)置于位于外側(cè)的第一加熱體。
2.如權(quán)利要求1所述的緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其特征是，所述的頂緊機(jī)構(gòu) 的頂緊桿穿過第一加熱體。
3.如權(quán)利要求1所述的緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其特征是，所述的頂緊機(jī)構(gòu) 包括三根頂緊桿及相應(yīng)的液壓缸。
4.如權(quán)利要求3所述的緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其特征是，所述的三根頂緊 桿的作用點(diǎn)位置為側(cè)封板三條長邊的延長線交點(diǎn)至側(cè)封板的重心之間的中點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其特征是，所述的第一、第二 加熱體的背面設(shè)有絕熱結(jié)構(gòu)。
專利摘要緊湊式薄帶連鑄側(cè)封板加熱裝置，其包括二個(gè)兩瓣式加熱裝置，分別放置結(jié)晶輥的兩端，該加熱裝置包括兩塊平行間隔設(shè)置的第一、第二加熱體，第一、第二加熱體與結(jié)晶輥端面平行；兩塊加熱體之間的間隙供結(jié)晶輥兩端的側(cè)封板放置；加熱體面積大小與側(cè)封板相匹配；二頂緊機(jī)構(gòu)，分別位于結(jié)晶輥的兩端；該頂緊機(jī)構(gòu)包括頂緊桿及與之連接的液壓缸，頂緊桿設(shè)置于位于外側(cè)的第一加熱體。本實(shí)用新型能有效縮短側(cè)封板從出爐等待到與鋼水接觸之間的等待時(shí)間，減少側(cè)封板在熱裝過程中的溫降，有效避免高溫鋼水和側(cè)封板接觸時(shí)側(cè)封板“掛冷鋼”和液面“結(jié)殼”的問題；同時(shí)機(jī)構(gòu)簡單、熱裝快速方便。
文檔編號(hào)B22D11/06GK201603848SQ20102013757
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者于艷, 盧志明, 吳建春, 方園, 秦波, 顧龍發(fā) 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司