[发明专利]保温冒口装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种保温冒口装置及其控制方法，属于金属铸造加工技术领域，其中保温冒口装置用于立式半连铸铸坯的保温，位于结晶器上侧和中间包下侧，包括相互连接的冒口本体和过渡冷却环，冒口本体用于加热保温冒口本体内侧的铸坯，过渡冷却环位于冒口本体与结晶器之间，用于冷却过渡冷却环内侧的铸坯，过渡冷却环与结晶器之间设有纵向间隙，纵向间隙的尺寸大于结晶器上下振动时的振幅，冒口本体外侧壁上设有冒口固定器，用于限定冒口本体在铸坯拉坯方向上的位置；与现有技术相比，本发明的保温冒口装置具有适用不同立式半连铸工艺、通用性好和安全性高的优点。

技术领域

本发明涉及金属铸造加工技术领域，具体而言，涉及一种保温冒口装置及其控制方法。

背景技术

立式半连铸是生产变形钢铸锭的方法，主要工艺是将金属液以一定的浇铸速度均匀连续注入垂直放置的铸型结晶器中，待结晶器中的金属液冷却形成一定厚度的凝固坯壳后，通过引锭装置缓慢将铸坯以一定速度连续均匀地沿垂直方向向下拉出，直到拉出计划生产的铸坯长度，停止拉坯，再进入自然凝固阶段。但在自然凝固阶段中，铸坯的坯壳内部还盛有大量未凝固金属液，金属液通过铸坯不断向外界传热，铸坯顶部的金属液面逐步下降，金属液凝固前沿与铸坯的坯壳相互连接并向铸坯中心推进，自上而下形成一个圆锥形的缩孔，并在缩孔下侧出现疏松等内部缺陷。

为了消除钢铸锭的缩孔和疏松等缺陷，本领域技术人员通常采用冒口技术，通过在结晶器上侧专门设置用来储存液态金属的冒口，并提高冒口内铸坯金属液的保温效果，保证冒口内的金属液始终处理液态，以对铸坯内部进行补缩。但是现有的冒口一般设于结晶器上侧，而在立式半连铸工艺的拉坯过程中，结晶器会上下振动，导致冒口与结晶器之间发生碰撞和分离，影响结晶器的振动状态，并对冒口的结构稳定性产生负面影响，容易出现金属液泄露事故。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种适用不同立式半连铸工艺、通用性好和安全性高的冒口。

本发明提供一种保温冒口装置，用于立式半连铸铸坯的保温，位于结晶器上侧和中间包下侧，包括相互连接的冒口本体和过渡冷却环，冒口本体用于加热保温冒口本体内侧的铸坯，过渡冷却环位于冒口本体与结晶器之间，用于冷却过渡冷却环内侧的铸坯，过渡冷却环与结晶器之间设有纵向间隙，纵向间隙的尺寸大于结晶器上下振动时的振幅，冒口本体外侧壁上设有冒口固定器，用于限定冒口本体在铸坯拉坯方向上的位置。

与现有技术相比，本发明通过在结晶器上侧和中间包下侧设置冒口本体，以对冒口本体内的铸坯进行加热保温，降低铸坯中金属液的凝固速度，为铸坯内部金属液的液态收缩和凝固收缩提供充足的金属液，有效抑制宏观缩孔的生成，提高铸坯的材料收得率；其次，通过在冒口本体与结晶器之间设置过渡冷却环，将铸坯凝固的起始位置从下侧结晶器提升至过渡冷却环位置，进而在冒口本体和结晶器之间的过渡区域铸坯表面形成凝固坯壳，有效防止过渡区域的金属液渗漏，铸坯拉坯安全性高；再者，通过在过渡冷却环与结晶器之间设置用于容置结晶器上下振动的纵向间隙，并配合限定冒口本体位置的冒口固定器，可避免冒口本体直接压在结晶器上而对结晶器振动造成影响，使保温冒口装置适用于不同立式半连铸工艺中不同尺寸的结晶器，通用性好。

具体地，冒口本体包括由内向外设置的保温套管和感应加热线圈，保温套管的材质为非金属保温材料。

具体地，感应加热线圈由多组感应加热分线圈上下排布而成，用于对铸坯的不同高度位置选择性加热保温。

具体地，保温套管与感应加热线圈之间设有耐火层，耐火层的材质为以氧化铝为主的中性耐火材料。

具体地，过渡冷却环与冒口本体之间设有隔热层。

具体地，还包括密封环，结晶器上端设有内侧低外侧高的台阶，冒口本体位于台阶的下平面上侧，冒口本体外侧壁与台阶的侧面具有横向间隙，密封环用于密封横向间隙。

具体地，密封环的上部内径大于冒口本体的外径，密封环的下部内径等于冒口本体的外径。