[发明专利]一种连续铸造钢管设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续铸造钢管(空心圆坯)设备，属钢铁冶金领域。

技术背景

众所周知，现在钢管生产工艺，除了用钢板焊接工艺生产，就是通过铸造实心圆坯利用斜轧穿孔轧制无缝钢管，此外，利用离心铸造工艺生产钢管和空心圆钢坯。但离心铸造工艺，产能低，成本高，有一定局限性。

近半个世纪以来，世界众多发达国家都投入大量人力和物力，研究用直接连续铸造工艺生产空心圆坯和钢管，至今，都取得了一定的阶段性成果，但还没有一家公司投入工业化生产。其原因是，由于钢水凝固收缩抱紧结晶器，造成滑脱困难，易使内结晶器接触的钢水在结晶过程中拉漏，造成漏钢与二次冷却水结合，易产生爆炸事故等诸多问题，致使空心管坯连续铸造还没有一家投入工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续铸造钢管设备。该设备可以连续铸造外径φ300-φ2000mm，壁厚大于70mm-300mm的铸造钢管。

采用的技术方案是：

一种连续铸造钢管设备，包括中间包、塞棒、振动台、组合式结晶器、冷却装置、剪切装置、三辊夹送装置。所述的塞棒安装在中间包内，所述的中间包固定在平台上，中间包上安装有中间包水口，所述的中间包水口与所述的内外结晶器相连接，所述的组合式结晶器由内结晶器和外结晶器组成，内、外结晶器固定在振动台架上。所述的冷却装置由一次冷却装置及二次冷却装置构成。所述的三辊夹送装置安装在立柱上，下边安装有剪切装置，其特点在于：

内、外结晶器由两个不同直径同心圆组成，两个同心圆直径之差是待铸造钢坯壁厚的二倍，内外结晶器通过互成90°的四支单臂或互成120°三支单臂同时固定在振动台架上，所述的三辊夹送装置设置在内、外结晶器的下方6-8m处，所述的剪切装置设置在内、外结晶器下方15-18m处。

上述内、外结晶器均采用环缝式水冷结构，环缝选在2-6mm之间，水冷却流速大于10m/sec，水冷却压力大于1.2MPa。

上述外结晶器由纯钢镀铬或无磁性不锈钢或铜制成，外结晶器采用环缝式水冷系统，环缝2-6mm，钢制结晶器的水冷流速大于10m/sec，水冷却压力大于1.2MPa，铜制结晶器的水流速为8m/sec，水冷却压力大于0.8-1.0MPa。

上述内外结晶器下方均设置有悬挂套筒，内外套筒距离钢环壁缝在10mm-100mm之间，采用蒸汽、氮气或其它非氧化气体冷却，气体冷却流速在常温下大于8m/sec，水冷却压力大于0.8MPa。

上述振动台采用正弦振动或非正弦振动，振动台振动频率为240-420次/分钟，振动振幅为2mm-10mm。

外结晶器材质，采用纯铜和有磁性或者无磁性不锈钢或高刚度、高强度耐磨钢制成。结晶器壁厚通过结晶器材质的机械性能来确定。当有电磁搅拌时，采用纯铜或无磁性不锈钢制成结晶器，当没有电磁搅拌时，可用有磁性高强度耐磨钢板制成结晶器。采用纯铜制成结晶器时，采用环缝式水冷系统，环缝为2-8mm，水流速度控制在8-20m/s；当用不锈钢或其它钢制作时，结晶器壁厚可减少40-60％，水冷流速控制在12-24m/s。用钢制结晶器可提高结晶器使用寿命一倍以上(与铜管相比)。采用铜结晶器时，外结晶器长度控制在930mm左右，当用钢制作时，外结晶器长度在930mm-1200mm之间，外结晶器上采用统一锥度，依据钢种不同，锥度选在千分之二——千分之四之间。

为解决内结晶器在钢水凝固过程中的收缩抱紧问题，内结晶器采用高强度、高硬度钢制成(可不考虑是否有磁性均不影响电磁搅拌)，其壁厚为16-20mm之间，采用环缝式水冷结构，环缝为2-8mm之间，水流速控制在8-20m/s之间可调，结晶器长度1100-1200mm之间，结晶器自上而下400-600mm无锥度垂直等径。经过等截面后，结晶器自上至下400-600mm以下部分，采用千分之三向内收缩型内结晶器。

铸造圆坯内圆离开内结晶器，裸漏内表面二次冷却用蒸汽或者氮气(或其它廉价非氧化气体)冷却，为了提高冷却效果，在内结晶器下方悬挂一个套筒，套筒外径小于圆坯内圆直径10-100mm，在浇铸过程中，通过内结晶器内圆上部引入0.8-1.2MPa的蒸汽或氮气，使冷却气体经过内套筒和铸坯内圆之间夹缝流出。因为彻底取消二次冷却用水，消除了可能漏钢造成遇水爆炸的隐患。同时可减少二冷不均造成裂纹和二次氧化损失。