[发明专利]一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途

摘要

本发明公开一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途，工艺特点是：1.中间包利用布袋层风冷钢水；2.弧形铸机的结晶器弧面半径大于二冷扇形段半径是渐弯曲率；3.直弧形连铸机的结晶器铜板为弧形面，二冷段是渐弯曲线。弧形和直弧型铸机结晶器都采用曲面、双曲面、球面、扭曲面铜板组成结晶器获得过热膨胀变形时比平面形状稳定的拱形坯壳携带液芯在扇形段的行程逐渐矫弯，使内外弧面的坯壳有夹持液芯的应力；布袋层通过应用发现在钢包、炉窑、建筑、服装、鞋类等领域也有特别的七种用途。

主权项

1、一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途涉及冶金连续铸钢工艺设备和建筑物、床、垫子、服装、鞋类的风冷保温层，工艺与现有技术不同：1)中间包有风冷钢水降温的功能2)弧形铸机的结晶器弧面半径大于二冷扇形段半径或结晶器是渐变曲率弧形面，两者不是同一弧线3)直弧形连铸机的结晶器铜板为弧形面，二冷段是渐弯曲线，渐弯铸钢(坯)设备包括：钢包、中间包、塞棒、水口、水口烘烤炉、测温装置、结晶器、零段、扇形段、对弧样板，工艺步骤特征在于：钢水在中间包经风冷内衬预冷和/或RH真空净化处理后是由塞棒控制流量和测温通过浸入式水口的侧孔浇铸到结晶器内形成坯壳携带液芯在结晶器以下微矫直或矫弯进入弧形连铸机的弧形二冷段或通过直弧形连铸机的二冷零段、扇形段在保持一定的连续逐渐矫弯量条件下运行到矫直段矫直，液芯是在内外弧面有向心夹持力状态下完全凝固焊合内外弧面坯壳成为完整的铸坯；以下是上述工艺步骤所用的设备装置获得方法和工艺步骤实现方法：a、中间包内衬层和永久层之间由数个填充散装(颗粒)材料的布袋(1)连接成B做为保温层，当B作为散热层时布袋排列成连接有进口和出口的通道能使流体进出流动的散热器形式，B铺设在中间包弧形永久层(7)表面和内衬(8)衔接，内衬是弧形曲面组成，B层是填充砂粒或保温材料颗粒的布袋排例层，冷风在B层中流过带走热量，透气量与散热量有关，采用球形体的透气性最好；气体在B层中流动吸收热量冷却内衬同时受热体积膨胀强制从出口排出流向铸流(6)周围形成气幕屏障保护钢包铸流落入曲线导流床(9)改变流向与床底透气砖(10)吹入的气体合并增加向上流动的动能促使铸流上升铺散向液面形成层流钢流中夹杂物由液渣吸俘，挡流坝D三角形过钢豁口的钢流推动力使中间包内的钢水顺时针旋转和内衬界面低温钢的重力合并使低温钢水沿内衬壁螺旋下沉进入水口，导流床的铸流上升方向也可以促成中间包钢水旋流；钢水是通过在烘烤炉上预热的浸入式水口(11)的侧孔铸入结晶器；中间包有RH钢水真空处理槽(13)吸取由镶嵌有透气砖(10)的导流床(9)提供向上流的铸流钢水进行真空处理；b、弧形内衬制作方法1、弧形表面的内衬胎模与B层之间充填酚酸树脂结合剂的干式配合料振实后，胎模加热到180℃-200℃，保温1-2小时；制作方法2、胎模与B层之间填充沥青结合剂的干式配合料，振实后胎模加热到400℃以上，保温1-2小时；3、胎模与B层之间填充沥青结合剂的干式配合料振实后胎模加热到300℃以上，B层充入氧气和燃气点燃碳化内衬层；4、胎模与B层之间填充无机结合剂的配合料振实后胎模加热到400℃以上B层充入氧气和燃气，点燃烧结内衬层；c、在内衬的配合料中加入Si并在浇钢过程中B层充入氮(N2)生成结合相的耐火材料内衬改变性能或料中加入Mg、B、Al、(CaC2)、硼酸、硼砂等同样效果；操作是：1)用还原性火焰烘烤中间包内衬；2)烘烤到700℃时向B层充入氮气，压力＜0.1Mpa；中间包浇铸钢水到正常浇铸液面高度后氮气压力＞0.1Mpa；d、1)浸入水口的两个侧孔轴线垂直方向不成180°；2)中间包底拱形使浸入水口上端向西倾斜大于1°；3)侧孔鸭蛋圆形上大圆下小圆形或梯形、三角形，浸入水口周围的保护渣与其它部分不同，由含锂元素的保护渣覆盖；e、结晶器铜板(12)的工作面A-A横剖面是弧形，纵剖面是渐变曲率H/L≈1/800～1/30，H数值从上到下逐渐变小，宽面(弧面)铜板是双曲面、球面或扭曲面，窄面板Z的弧面上口处曲率H/L≈1/500-1/20，窄面板的H数值大于宽面板，上口处的弧高大于下口的弧高，加工上口处的铣刀倾斜角a大于下口处的铣刀倾斜角b，在加工过程时铣刀倾斜角是逐渐的由倾斜角a减小过度到倾斜角b，窄面板有两片对称的三角形平面SM，下口处尺寸W大小约相当于角部的坯壳厚度减弱传热量，为了精确控制传热量，结晶器四个角部的铜板表面也采用凹坑或沟槽群弱冷坯壳的角部控制收缩量；f、弧形连铸机结晶器弧形曲线和二冷(段)扇形段曲面的弧形线在结晶器下面相交，在结晶器上口处两条曲线a点和b点的两点距离大于2.5mm，一般为5mm，使内外弧面的坯壳中部产生向外的涨力，这个力与钢水对坯壳的静压合并作用在结晶器铜板表面，a点和b点距离越大压强越大，坯壳膨涨的量就越大，对结晶器下口磨损的补偿量也就越大，调整ab两点距离等于调整补偿量，结晶器有磨损后大于5mm结晶器弧形半径R曲率小于扇形段弧形曲率、扇形I段小于扇形II段……不同曲率的弧形曲线相交或相切联接；结晶器调整采用垂直有三个测点和水平也有三个测点的结晶器斜度仪把支架调整为倾斜后再安装结晶器，扇形段弧形曲线按悬链曲线或渐开线曲线及阿基米德螺旋线曲线样板调整；直弧形连铸机采用弧形结晶器其弧面与零段辊面在结晶器下口相切或相交坯壳的矫直量与内外弧面中部的膨胀量成比例，采用双曲面结晶器或球面结晶器相同，零段辊面排成悬链曲线面或渐开线及阿基米德螺旋线面使坯壳在通过零段的渐矫弯过程弯曲速率最小，最佳形状曲线为悬链曲线；g、设置钓杆式测温头在结晶器内测温和通过在塞棒中心孔K测量塞棒头部的热幅射，根据测量温度确定中间包钢水的散热量；钓杆式测温头由热电隅(14)套有一层Al2O3绝缘套(16)做测温元件，放在一次性使用外套(15)内测结晶器中的钢水的温度，这种测温是在塞棒中心孔测温的一种补充，两者相互映正测温正确与否；另一种测温头是耐火材料管代替塞棒，一端插在中间包或结晶器的钢水里，另一端有一组镜头或耐热晶体JT连接光电转换器把钢水的幅射信号转换成电信号传导到处理器转变为数字信号或读数。