[发明专利]一种超高速小方坯连铸装置及生产方法

权利要求书

1.一种超高速小方坯连铸生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对进入结晶器内的钢水进行第一次冷却，使之凝固收缩形成表层为薄壳且内部充满液态钢水的薄壁铸坯；

S2、通过结晶器振动装置向所述薄壁铸坯与结晶器铜管的间隙中填入保护渣；

S3、利用二次冷却装置对所述薄壁铸坯进行第二次冷却，使之内部钢水凝固并由液态完全转变为固态形成实心铸坯。

2.如权利要求1所述的超高速小方坯连铸生产方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述第一次冷却形式有：采用在所述结晶器铜管的壁厚内加工纵向水孔冷却的方式，或采用所述结晶器铜管的背部加工纵向水槽冷却的方式。

3.如权利要求1所述的超高速小方坯连铸生产方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述保护渣的熔点为1050～1200℃，转折点温度为1060～1210℃，且在1300℃下的保护渣粘度为0.2～0.6Pa.s，碱度为0.8～1.2。

4.如权利要求1所述的超高速小方坯连铸生产方法，其特征在于，所述步骤S3中的所述二次冷却装置的前段为超强降冷区，并采用水喷嘴冷却的方式，冷却水流密度15～50L/(m²·s)，冷却水压力1.0～3.0Mpa；其后段为逐步回温区，并采用水喷嘴或气水喷嘴冷却的方式，冷却水流密度小于10L/(m²·s)，冷却水压力小于1.2MPa。

5.一种超高速小方坯连铸装置，其特征在于，包括沿浇铸方向自上而下依次设置的结晶器(10)、结晶器振动装置(20)、二次冷却装置(30)；所述结晶器包括贯穿于结晶器振动装置中的结晶器铜管(11)和设于结晶器铜管上的水冷结构(12)；所述结晶器振动装置包括振动本体、设于振动本体内的驱动单元及连接于振动本体上并用于水平滑移振动本体的快换单元(21)；所述二次冷却装置包括沿浇铸方向依次分成的多个二次冷却区，且靠近结晶器振动装置的至多四个二次冷却区为超强降冷区，后续的二次冷却区为逐步回温区。

6.如权利要求5所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述水冷结构为设置在结晶器铜管壁厚内的纵向水孔，所述纵向水孔的形状为圆形、方形或异形，所述纵向水孔在结晶器铜管任意一侧上的数量为6～15个，且单个纵向水孔的直径为8～12mm、圆心距结晶铜管工作面的距离为10～16mm。

7.如权利要求5所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述水冷结构为设置在结晶器铜管背部并呈间隔布置的纵向水槽，所述纵向水槽的凹面为弧面或平面，所述纵向水槽在结晶器铜管任意一侧上的数量为6～15个，且单个纵向水槽的深度为结晶器铜管壁厚的25％～50％、宽度为铸坯边长的3％～8％。

8.如权利要求5所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述驱动单元采用电液直驱伺服振动结构，所述快换单元采用大行程的水平油缸。

9.如权利要求5所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述超强降冷区采用若干个小辊径密排辊结构(37)，且布置长度为1～4m；所述逐步回温区采用大间隙单辊支撑结构(38)，且布置长度为3～10m；每个二次冷却区的两侧上均相对布置有多个喷嘴(39)，且超强降冷区的喷嘴布置密度大于逐步回温区的喷嘴布置密度；所述喷嘴采用水喷嘴或气水喷嘴。

10.如权利要求5所述的超高速小方坯连铸装置，其特征在于，所述结晶器铜管的内腔自背离二次冷却装置的一端向靠近二次冷却装置的一端逐渐缩小且呈幂函数变化。