CN105312515A - 宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法 - Google Patents

宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105312515A
CN105312515A CN201510845065.0A CN201510845065A CN105312515A CN 105312515 A CN105312515 A CN 105312515A CN 201510845065 A CN201510845065 A CN 201510845065A CN 105312515 A CN105312515 A CN 105312515A
Authority
CN
China
Prior art keywords
riser
casting
wide
steel ingot
drive unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510845065.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105312515B (zh
Inventor
曹建宁
刘艳
黄衍林
耿明山
李耀军
王永涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Capital Engineering & Research Inc Ltd
Original Assignee
Capital Engineering & Research Inc Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Capital Engineering & Research Inc Ltd filed Critical Capital Engineering & Research Inc Ltd
Priority to CN201510845065.0A priority Critical patent/CN105312515B/zh
Publication of CN105312515A publication Critical patent/CN105312515A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105312515B publication Critical patent/CN105312515B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

本发明提供了一种宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法,所述宽厚板用钢锭的铸造设备包括用于容纳并凝固钢锭的模具本体,模具本体包括:具有浇道的浇注底盘和竖直连接在浇注底盘上的围合壁,围合壁与浇注底盘密封形成具有上开口的铸造腔;围合壁包括两块相对间隔设置的第一立板和两块相对间隔设置的第二立板,第一立板与第二立板相互垂直抵靠;铸造腔呈长方体状,铸造腔的长度大于或等于铸造腔的高度;通过围合壁的横截面尺寸的改变调整铸造腔的长度和宽度,通过围合壁的高度的改变调整铸造腔的高度。本发明采用横卧式,缩短了帽口的补缩距离,避免二次缩孔;还能在该设备上生产不同尺寸规格、不同单重的钢锭。

Description

宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法
技术领域
本发明涉及冶金和铸造技术领域,特别涉及一种宽厚板用钢锭的铸造设备及相应的铸造方法。
背景技术
现有技术中,用于宽厚板轧制的钢锭主要来源于连铸坯和铸造钢锭,根据纵轧延长、横轧展宽的工艺规程,通常钢锭坯料的高度尺寸(钢锭坯料与水平面垂直的尺寸)大于长度尺寸(与水平面平行的钢锭坯料截面的较长边),这种钢锭的铸造方法为直立式,即高宽比或高径比大于1。宽厚板的规格范围如下:长度尺寸为3米~25米,宽度尺寸为900毫米~5300毫米,厚度范围为60毫米~800毫米。
钢锭的直立式铸造过程不同于连铸坯,在结晶器中需要凝固的钢水量大,冷却能力相对连铸的冷却能力低,凝固时间长,且为间断性铸造,因此要求由帽口中的钢水进行补缩。而且对于大吨位钢锭,由于受到轧机宽度或除鳞箱宽度限制,往往钢锭高度在3米以上,这就造成了帽口补缩距离长,导致补缩时间长。为提高帽口的补缩效果,通常要求帽容比大,帽容比的增大极大地降低了铸造钢锭时的金属收得率,同时,由于帽口补缩能力不足,容易在钢锭的上部形成二次缩孔,导致钢锭报废。
发明内容
为解决上述的技术问题,本发明提出一种宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法,降低了钢锭的高宽比,钢锭坯料采用横卧式进行铸造,缩短了帽口的补缩距离,避免二次缩孔。
本发明提出一种宽厚板用钢锭的铸造设备,包括用于容纳并凝固钢锭的模具本体,所述模具本体包括:具有浇道的浇注底盘和竖直连接在所述浇注底盘上的围合壁,所述围合壁与所述浇注底盘密封形成具有上开口的铸造腔;
所述围合壁包括两块相对间隔设置的第一立板和两块相对间隔设置的第二立板,所述第一立板与所述第二立板相互垂直抵靠;所述铸造腔呈长方体状,所述铸造腔的长度大于或等于所述铸造腔的高度;通过所述围合壁的横截面尺寸的改变调整所述铸造腔的长度和宽度,通过所述围合壁的高度的改变调整所述铸造腔的高度。
作为一种可实施的方式,两块所述第一立板和两块所述第二立板均滑动密封地连接到所述浇注底盘,其中一块所述第一立板的一侧边抵靠在其中一块所述第二立板的内侧面并能沿其平移,其中一块所述第二立板朝向另一块所述第一立板的一侧边抵靠在另一块所述第一立板的内侧面并能沿其平移,另一块所述第一立板朝向另一块所述第二立板的一侧边抵靠在另一块所述第二立板的内侧面并能沿其平移,另一块所述第二立板朝向其中一块所述第一立板的一侧边抵靠在其中一块所述第一立板的内侧面并能沿其平移;
各所述第一立板和各所述第二立板分别连接第一驱动装置和第二驱动装置,通过所述第一驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第一立板在所述浇注底盘上平行移动,通过所述第二驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第二立板在所述浇注底盘上平行移动。
作为另一种可实施的方式,两块所述第二立板均固定连接到所述浇注底盘,两块所述第一立板均滑动密封地连接到所述浇注底盘,各所述第一立板的两侧边分别抵靠在两块所述第二立板的内侧面;各所述第一立板分别连接第一驱动装置,通过所述第一驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第一立板沿所述第二立板的内侧面滑动平移;
或两块所述第一立板均固定连接到所述浇注底盘,两块所述第二立板均滑动密封地连接到所述浇注底盘,各所述第二立板的两侧边分别抵靠在两块所述第一立板的内侧面;各所述第二立板分别连接第二驱动装置,通过所述第二驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第二立板沿所述第一立板的内侧面滑动平移。
进一步地,在所述上开口上设置一保温帽口箱,所述保温帽口箱包括具有内腔的外套和间隔套设在所述外套的内腔中的内套,所述内套具有补缩空腔;在所述外套的内壁与所述内套的外壁的间隔中设置保温层。
进一步地,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括用于盛放钢水的钢水包和闭环控制***;
所述钢水包上设置钢水包水口,所述浇注底盘上设置与所述浇道相连通的至少一个浇道水口,所述闭环控制***包括用于测量并传输所述钢水包的钢水重量数据的传感器和控制台;所述传感器设置在所述钢水包上,所述控制台与所述传感器电连接并接收所述钢水质量数据,所述控制台通过调整所述钢水包水口的开口度控制浇注速度。
更进一步地,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括用于切断所述浇道水口的切断机构,所述切断机构包括:
切断砖,活动且横向设置在所述浇道水口的侧壁内;
传动轴,其一端与所述切断砖连接,通过所述传动轴的伸缩运动推动所述切断砖逐渐移动到所述浇道水口内并封堵所述浇道水口。
作为一种可实施的方式,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括与所述浇注底盘固定连接的驱动装置支架,所述第一驱动装置和所述第二驱动装置均具有固定端和伸缩端,所述第一驱动装置的固定端和所述第二驱动装置的固定端均与所述驱动装置支架固定连接,所述第一驱动装置的伸缩端连接到与所述第一驱动装置相连接的所述第一立板,所述第二驱动装置的伸缩端连接到与所述第二驱动装置相连接的所述第二立板。
进一步地,在所述驱动装置支架上设置滚动装置,所述滚动装置包括多个第一辊道和多个第二辊道;
所述第一辊道布置在所述浇注底盘外周且平行于所述第一立板,所述第一立板能在所述第一辊道上滑移;所述第二辊道布置在所述浇注底盘外周且平行于所述第二立板,所述第二立板能在所述第二辊道上滑移。
作为另一种可实施的方式,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括与所述浇注底盘固定连接的驱动装置支架,所述第一立板的另一侧边与所述驱动装置支架之间设置至少一个第一垫块,所述第二立板的另一侧边与所述驱动装置支架之间设置至少一个第二垫块。
本发明还提出一种宽厚板用钢锭的铸造方法,采用所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,包括如下步骤:
步骤S10,在浇注底盘上铺设浇道,将围合壁竖直连接到所述浇注底盘上,根据需要的钢锭的长度和宽度改变所述围合壁的横截面尺寸,从而分别调整铸造腔的长度和宽度,通过所述围合壁的高度的改变调整所述铸造腔的高度;所述铸造腔呈长方体状,所述铸造腔的长度大于或等于所述铸造腔的高度,使铸造出的所述钢锭横卧在所述浇注底盘上;
步骤S20,采用钢水下注方式进行浇注,开始浇注直至浇注结束;
步骤S30,钢水凝固形成钢锭,取出所述钢锭,清理所述浇道。
进一步地,在所述步骤S20中包括在所述宽厚板用钢锭的铸造设备中设置用于盛放钢水的钢水包和闭环控制***;在所述钢水包上设置钢水包水口,在所述浇注底盘上设置与所述浇道相连通的至少一个浇道水口,所述闭环控制***包括传感器和控制台;将所述传感器设置在所述钢水包上,所述传感器测量并传输所述钢水包的钢水质量数据,所述控制台与所述传感器电连接并接收所述钢水质量数据,根据预先设定的浇注速度曲线和所述钢水质量数据,所述控制台调整所述钢水包水口的开口度以控制浇注速度。
更进一步地,在所述步骤S20和所述步骤S30之间包括步骤S25,所述步骤S25包括在所述宽厚板用钢锭的铸造设备中设置能切断所述浇道水口的切断机构,所述切断机构包括切断砖和传动轴,将所述切断砖活动且横向设置在所述浇道水口的侧壁内,所述传动轴的一端与所述切断砖连接;在所述浇道水口处的钢水未凝固或未完全凝固之前,所述传动轴伸缩运动并推动所述切断砖逐渐移动到所述浇道水口内,封堵所述浇道水口。
进一步地,在所述步骤S10和所述步骤S20之间包括步骤S15,所述步骤S15包括根据所述第一立板、所述第二立板和所述浇注底盘的材质确定冷却方式。
作为一种可实施的方式,所述第一立板、所述第二立板和所述浇注底盘均由铸铁或铸钢制成,采用自然冷却或风冷。
作为另一种可实施的方式,所述第一立板、所述第二立板和所述浇注底盘均由铜板或钢板制成,采用冷却介质进行冷却;开启冷却介质***,检查冷却介质的压力、流量,输送所述冷却介质的管路的密封状况,接通所述冷却介质***的电源。
本发明相比于现有技术的有益效果在于:本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法,将钢锭采用横卧式进行铸造,降低高宽比,缩短帽口的补缩距离,能完全消除帽口下部的二次缩孔。通过围合壁的横截面尺寸的改变调整铸造腔的长度和宽度,通过围合壁的高度的改变调整铸造腔的高度,具体地,可使第一立板和/或第二立板能滑动密封地连接到浇注底盘上,不仅可以避免了铸锭的拔模斜度,还能在该设备上生产不同尺寸规格、不同单重钢锭,有利于铸造产品的系列化;同时,第一立板和/或第二立板能够在线灵活地消除凝固时产生的气隙,有利于提高产品表面质量和机械性能。
设置保温帽口箱,提高了帽口的保温绝热能力,降低帽容比,提高补缩能力,提高铸锭的金属收得率。闭环控制***能实时采集钢水包的钢水重量数据,用于调整钢水包水口的开口度,自动控制浇速,从而改善铸锭表面质量。切断机构能在浇道水口处的钢水未凝固或未完全凝固的状态下切断浇道水口,有利于后续的钢锭脱模。
附图说明
图1为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备的主视结构示意图;
图2为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备的实施例一的局部俯视示意图;
图3为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备的实施例二的局部俯视示意图;
图4为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备的实施例三的俯视示意图;
图5为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备的实施例四的俯视示意图;
图6为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备铸造出的钢锭坯料的主视示意图;
图7为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备铸造出的钢锭坯料的俯视示意图;
图8为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备铸造出的钢锭坯料的左视示意图;
图9为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备的保温帽口箱的剖视示意图;
图10为本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备的切断机构的主视示意图。
附图标记:
10-模具本体;12-浇注底盘;122-浇道水口;
14-第一立板;142-第一立板的一侧边;144-第一立板的另一侧边;
16-第二立板;162-第二立板的一侧边;164-第二立板的另一侧边;
18-驱动装置支架;20-保温帽口箱;21-外套;22-内套;23-保温层;
24-上横梁;25-下横梁;41-切断砖;42-传动轴;43-旋转手柄;
50-第一驱动装置;52-伸缩杆;54-驱动电机;56-升降电机;60-滚动装置;
72-第一垫块;74-第二垫块;80-锁紧油缸;90-钢锭;92-帽口。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例,而不是全部实施例。
请参阅图1所示,本发明的一种宽厚板用钢锭的铸造设备,包括用于容纳并凝固钢锭90的模具本体10,请参阅图2和图3所示,模具本体10包括:具有浇道的浇注底盘12和竖直连接在浇注底盘12上的围合壁,围合壁与浇注底盘12密封形成具有上开口的铸造腔。围合壁包括两块相对间隔设置的第一立板14和两块相对间隔设置的第二立板16,第一立板14与第二立板16相互垂直抵靠。铸造腔呈长方体状,铸造腔的长度大于或等于铸造腔的高度;通过围合壁的横截面尺寸的改变调整铸造腔的长度和宽度,通过围合壁的高度的改变调整铸造腔的高度。
本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备,将钢锭90采用横卧式进行铸造,降低高宽比,缩短帽口的补缩距离,能完全消除帽口下部的二次缩孔。通过围合壁的横截面尺寸的改变调整铸造腔的长度和宽度,通过围合壁的高度的改变调整铸造腔的高度,不仅可以避免了铸锭的拔模斜度,还能在该设备上生产不同尺寸规格、不同单重钢锭90,有利于铸造产品的系列化;同时,第一立板14和/或第二立板16能够在线灵活地消除凝固时产生的气隙,有利于提高产品表面质量和机械性能。本发明解决了钢锭质量不稳定,难以铸造出不同规格的钢锭的问题。
作为一种可实施的方式,如图2和图3所示,两块第一立板14和两块第二立板16均滑动密封地连接到浇注底盘12,其中一块第一立板14的一侧边抵靠在其中一块第二立板16的内侧面并能沿其平移,其中一块第二立板16朝向另一块第一立板14的一侧边抵靠在另一块第一立板14的内侧面并能沿其平移,另一块第一立板14朝向另一块第二立板16的一侧边抵靠在另一块第二立板16的内侧面并能沿其平移,另一块第二立板16朝向其中一块第一立板14的一侧边抵靠在其中一块第一立板14的内侧面并能沿其平移。此方案可以同时实现钢锭90的长度和宽度的调节。本实施例一和实施例二中,设定第一立板14为窄面立板,第二立板16为宽面立板,还可以设定第一立板14为宽面立板,第二立板16为窄面立板,采用上述方式进行组装,在此不一一列举。也就是说,各立板的一侧边与相邻立板的内侧面抵靠并能沿其滑移,其另一侧边伸出相邻的另一立板的外侧面。各第一立板14和各第二立板16分别连接第一驱动装置50和第二驱动装置,通过第一驱动装置50的伸缩运动驱动相应的第一立板14在浇注底盘12上平行移动,通过第二驱动装置的伸缩运动驱动相应的第二立板16在浇注底盘12上平行移动。
作为另一种可实施的方式,两块第二立板16均固定连接到浇注底盘12,两块第一立板14均滑动密封地连接到浇注底盘12,各第一立板14的两侧边分别抵靠在两块第二立板16的内侧面;各第一立板14分别连接第一驱动装置50,通过第一驱动装置50的伸缩运动驱动相应的第一立板14沿第二立板16的内侧面滑动平移。在图4所示的实施例三中,第二立板16为宽面立板,第一立板14为窄面立板,宽面立板固定不动,窄面立板可以平行移动,从而调整铸造腔中的钢锭90的长度。
或两块第一立板14均固定连接到浇注底盘12,两块第二立板16均滑动密封地连接到浇注底盘12,各第二立板16的两侧边分别抵靠在两块第一立板14的内侧面;各第二立板16分别连接第二驱动装置,通过第二驱动装置的伸缩运动驱动相应的第二立板16沿第一立板14的内侧面滑动平移。在图5所示的实施例四中,第一立板14为窄面立板,第二立板16为宽面立板,窄面立板固定不动,宽面立板可以平行移动,从而调整铸造腔中的钢锭90的宽度。
常规模铸受拔模斜度的限制,长度和宽度方向均设有锥度,对于有立辊轧机的厂家,长度可以削锥,而对于没有立辊轧机的厂家,会影响轧材的成材率。另外由于铸造腔的尺寸和容积固定,在一套铸造腔中只能铸造出一种尺寸规格和单重的铸造钢锭,不利于钢锭90的产品系列化生产。同时钢锭90在凝固过程中,钢锭90与钢锭模模壁之间会形成气隙,气隙导致钢锭90与铸造腔之间的热传导降低,钢锭90的凝固速度降低,钢锭90芯部晶粒粗大,成分偏析严重。
因此本发明钢锭90的横卧式浇注方法和立板组装的方式,不仅可以避免了铸锭的拔模斜度,从而能提高轧材的成材率,还能在该设备上生产不同尺寸规格、不同单重的钢锭90,有利于钢锭90的产品系列化。同时,第一立板14和/或第二立板16能够灵活地在线消除凝固时产生的气隙,有利于提高产品表面质量和机械性能,因此将本发明能改变传统铸锭方法,提高轧材成材率,提高钢锭90生产效率和钢锭90产品质量,用于工业生产,将带来可观的经济效益。
如图1至图5所示,铸造腔呈长方体状,设长方体的长度为L,宽度为W,高度为H。请参阅图6至图8所示,设定钢锭90的长度为L’,高度为H’,宽度为W’;实际生产时还可将L’定义为宽度,W’定义为厚度。铸造腔的长度、宽度和高度分别与钢锭90的长度、宽度和高度相对应。本发明的宽厚板用钢锭的铸造设备,铸造腔的长度大于或等于铸造腔的高度,相应地,铸造出的钢锭的长度大于钢锭的高度,该铸造方式即为横卧式。
进一步地,请结合图1和图9所示,在铸造腔的上开口上设置一保温帽口箱20,保温帽口箱20包括具有内腔的外套21和内套22,内套22间隔套设在外套21的内腔中,内套22具有补缩空腔;在外套21的内壁与内套22的外壁的间隔中设置保温层23。铸造完成后保温帽口箱20中的钢水会在钢锭坯料的上方形成帽口92。由于横卧式铸造,使钢锭90的长度尺寸较长,势必导致帽口的长度尺寸相应变长,需要增加帽口的钢水量,为了降低帽容比,采用双层的能隔热的保温帽口箱20,提高了帽口的保温绝热能力,降低帽容比,提高钢水的补缩效率,更进一步,保证在钢锭90的上部不产生二次缩孔,同时由于保温效果好,能够极大降低帽口高度,降低帽容比,提高铸锭的金属收得率。
较优地,保温帽口箱20还包括设置在帽口上端的上横梁24和下横梁25,上横梁24横向设置且两端分别连接在补缩空腔的相对侧壁上,下横梁25横向设置且两端分别连接在补缩空腔的相对侧壁上。外套21和内套22均为钢板,通过焊接相互连接,并在两者之间设置放置保温层的间隙;在补缩空腔的内壁上涂设保温耐火材料。双层的保温帽口箱20的保温效果远高于普通的铸铁帽口箱,极大地降低了帽容比,从而提高了金属收得率。
进一步地,宽厚板用钢锭的铸造设备还包括用于盛放钢水的钢水包和闭环控制***。如图4和图5所示,钢水包上设置钢水包水口,浇注底盘12上设置与浇道相连通的至少一个浇道水口122,闭环控制***包括用于测量并传输钢水包的钢水重量数据的传感器和控制台;传感器设置在钢水包上,控制台与传感器电连接并接收钢水质量数据,控制台通过调整钢水包水口的开口度控制浇注速度。
在常规铸锭过程中,完全由人工根据浇注时间控制钢水包水口的开口度,因此在整个浇注过程中,铸速不稳定,液面波动大,铸坯表面质量难以保证,当铸坯表面冷却强度大时,铸坯表面缺陷更为严重。本发明采用闭环控制***,实时采集钢水包钢水重量数据,反馈到控制台,根据事先制定的铸注速度曲线,调整钢水包水口的开口度,自动控制浇速,从而改善铸锭表面质量。
更进一步地,请参阅图10所示,宽厚板用钢锭的铸造设备还包括用于切断浇道水口122的切断机构,切断机构包括切断砖41和传动轴42。切断砖41活动且横向设置在浇道水口122的侧壁内;传动轴42的一端与切断砖41连接,通过传动轴42的伸缩运动推动切断砖41逐渐移动到浇道水口122内并封堵浇道水口122。较优地,传动轴42的另一端固定连接旋转手柄43,通过旋转手柄43的旋转驱动传动轴42的伸缩运动。
常规铸锭在脱模时,水口棒通常很难或无法断开,浇注底盘12往往一同被拔起,然后采用气割的方式切断水口棒,而且本发明采用立板组装的方式,辅助装置较多,若采用常规方式脱模,操作难度加大。本发明提出能热切水口的装置,钢锭90浇注结束后,启动切断机构,在浇道水口122处的钢水未凝固或未完全凝固的状态下,切断浇道水口122,开箱后,直接将钢锭90吊离浇注底盘12,极大地简化了钢锭坯料的脱模工序。
作为一种可实施的方式,如图1、图4和图5所示,宽厚板用钢锭的铸造设备还包括与浇注底盘12固定连接的驱动装置支架18,第一驱动装置50和第二驱动装置均具有固定端和伸缩端,第一驱动装置50的固定端和第二驱动装置的固定端均与驱动装置支架18固定连接,第一驱动装置50的伸缩端连接到与第一驱动装置50相连接的第一立板14,第二驱动装置的伸缩端连接到与第二驱动装置相连接的第二立板16。较优地,第一驱动装置50包括伸缩杆52、驱动电机54和升降电机56,伸缩杆52具有固定端和伸缩端,驱动电机54驱动伸缩杆52伸出或缩回,升降电机56驱动伸缩杆52调整高度,以便在第一立板14或第二立板16上最合适的高度位置进行施力,推动其平稳地平移。在实施例三和实施例四中,驱动装置支架18为U形,浇注底盘12设置在U形底部的内侧。各第一立板14或各第二立板16上可以分别连接多个第一驱动装置50或第二驱动装置,使多个伸缩杆52能均匀地分布在第一立板14或第二立板16上,使平移运动平稳。
进一步地,如图1所示,在驱动装置支架18上设置滚动装置60,滚动装置60包括多个第一辊道和多个第二辊道。第一辊道布置在浇注底盘12外周且平行于第一立板14,第一立板14能在第一辊道上滑移;第二辊道布置在浇注底盘12外周且平行于第二立板16,第二立板16能在第二辊道上滑移。在铸造前,第一立板14的底部和第二立板16的底部分别在滚动装置60上向内平移,直至组装形成铸造腔,即为合箱;铸造完成脱模后,第一立板14的底部和第二立板16的底部分别在滚动装置60上向外平移,打开铸造腔,即为开箱。在开箱和合箱过程中,第一立板14和第二立板16可在滚动装置60上滑行,第一辊道和第二辊道可以降低开合箱过程中第一立板14和第二立板16平行移动的阻力。
作为另一种可实施的方式,如图2和图3所示,宽厚板用钢锭的铸造设备还包括与浇注底盘12固定连接的驱动装置支架18,第一立板的另一侧边144与驱动装置支架18之间设置至少一个第一垫块72,第二立板的另一侧边164与驱动装置支架18之间设置至少一个第二垫块74。通过设置第一垫块72和第二垫块74,分别使第一立板14和第二立板16伸出的一端可以可靠地固定,避免在铸造过程中松懈。
本发明的一种宽厚板用钢锭的铸造方法,采用所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,包括如下步骤:
步骤S10,在浇注底盘12上铺设浇道,将围合壁竖直连接到浇注底盘12上,根据需要的钢锭的长度和宽度改变围合壁的横截面尺寸,从而分别调整铸造腔的长度和宽度,通过围合壁的高度的改变调整铸造腔的高度;铸造腔呈长方体状,铸造腔的长度大于或等于铸造腔的高度,使铸造出的钢锭90横卧在浇注底盘12上;
步骤S20,采用钢水下注方式进行浇注,开始浇注直至浇注结束;
步骤S30,钢水凝固形成钢锭90,取出钢锭90,清理浇道。
由上可知,钢锭90采用横卧式进行铸造,降低高宽比,缩短帽口的补缩距离,钢锭90在铸造过程中形成的温度场为开口朝向帽口的浅V形,补缩效果好,能完全消除帽口下部的二次缩孔。采用立板组装的方式代替传统的整体钢锭模,可以消除或减小锭坯在长度和宽度方向的锥度,提高板材成材率,还可以采用不同冷却介质提高冷却强度,灵活分配冷却,达到顺序凝固目的,从而提高锭坯组织致密度,消除疏松,减轻偏析,同时第一立板14和/或第二立板16在驱动装置驱动下,通过前进或后退,在同一套装置上制造不同尺寸规格的锭坯,实现自动合模和开模,实现在凝固过程中消除气隙,有利于降低模具成本,提高铸坯质量和力学性能。
进一步地,在步骤S20中包括在宽厚板用钢锭的铸造设备中设置用于盛放钢水的钢水包和闭环控制***;在钢水包上设置钢水包水口,在浇注底盘12上设置与浇道相连通的至少一个浇道水口122,闭环控制***包括传感器和控制台。将传感器设置在钢水包上,传感器测量并传输钢水包的钢水质量数据,控制台与传感器电连接并接收钢水质量数据,根据预先设定的浇注速度曲线和钢水质量数据,控制台调整钢水包水口的开口度以控制浇注速度。
较优地,第一立板14和第二立板16的背面均安装测温装置,温度信号传输到控制台。当采用水冷或水气组合等介质进行冷却时,冷却介质管道上装有流量监测装置,流量信号传输到控制台;控制台上设有监控第一立板14和第二立板16温度的报警装置,报警装置与冷却介质的管道上的阀门可以联动,确保本发明装置安全可靠。
更进一步地,在步骤S20和步骤S30之间包括步骤S25,步骤S25包括在宽厚板用钢锭的铸造设备中设置能切断浇道水口122的切断机构,切断机构包括切断砖41和传动轴42,将切断砖41活动且横向设置在浇道水口122的侧壁内,传动轴42的一端与切断砖41连接。在浇道水口122处的钢水未凝固或未完全凝固之前,传动轴42伸缩运动并推动切断砖41逐渐移动到浇道水口122内,封堵浇道水口122。
进一步地,在步骤S10和步骤S20之间包括步骤S15,步骤S15包括根据所述第一立板、所述第二立板和所述浇注底盘的材质确定冷却方式,即根据铸造腔的材质确定铸造过程中的冷却方式。
作为一种可实施的方式,第一立板14、第二立板16和浇注底盘12均由铸铁或铸钢制成,采用自然冷却或风冷。作为另一种可实施的方式,第一立板14、第二立板16和浇注底盘12均由铜板或钢板制成,采用冷却介质进行冷却;开启冷却介质***,检查冷却介质的压力、流量,输送冷却介质的管路的密封状况,接通冷却介质***的电源。
如图4和图5所示,可在相邻的第一立板14和第二立板16上分别设置定位孔和定位槽,以便进行预定位,将第一立板14和第二立板16通过预定位放置到浇注底盘12上的合适位置,然后通过锁紧油缸80将第一立板14和第二立板16锁紧。
在步骤S10之前还设置基础准备工序,将驱动装置支架18与浇注底盘12相互固定并放置在基础平台上,安装滚动装置60。在步骤S10和步骤S20之间,需要将保温帽口箱20放置在铸造腔的上开口处。在步骤S30中,当铸坯凝固形成坯壳时,启动锁紧油缸80的微松行程,微松相应的立板,启动相应的第一驱动装置50和第二驱动装置分别推动第一立板14和第二立板16向铸坯靠近,消除凝固时产生的气隙。随着凝固收缩的加剧,不断产生气隙,逐步调整立板使之贴紧铸坯。在步骤S30中,当钢锭90完全凝固后,用天车吊走保温帽口箱20,使锁紧油缸80完全松开,推动第一立板14和第二立板16脱离钢锭90,启动驱动电机54使伸缩杆52回缩,第一立板14和/或第二立板16后退到起始位置。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,应当理解,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围。特别指出,对于本领域技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种宽厚板用钢锭的铸造设备,包括用于容纳并凝固钢锭的模具本体,其特征在于,所述模具本体包括:具有浇道的浇注底盘和竖直连接在所述浇注底盘上的围合壁,所述围合壁与所述浇注底盘密封形成具有上开口的铸造腔;
所述围合壁包括两块相对间隔设置的第一立板和两块相对间隔设置的第二立板,所述第一立板与所述第二立板相互垂直抵靠;所述铸造腔呈长方体状,所述铸造腔的长度大于或等于所述铸造腔的高度;通过所述围合壁的横截面尺寸的改变调整所述铸造腔的长度和宽度,通过所述围合壁的高度的改变调整所述铸造腔的高度。
2.根据权利要求1所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,两块所述第一立板和两块所述第二立板均滑动密封地连接到所述浇注底盘,其中一块所述第一立板的一侧边抵靠在其中一块所述第二立板的内侧面并能沿其平移,其中一块所述第二立板朝向另一块所述第一立板的一侧边抵靠在另一块所述第一立板的内侧面并能沿其平移,另一块所述第一立板朝向另一块所述第二立板的一侧边抵靠在另一块所述第二立板的内侧面并能沿其平移,另一块所述第二立板朝向其中一块所述第一立板的一侧边抵靠在其中一块所述第一立板的内侧面并能沿其平移;
各所述第一立板和各所述第二立板分别连接第一驱动装置和第二驱动装置,通过所述第一驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第一立板在所述浇注底盘上平行移动,通过所述第二驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第二立板在所述浇注底盘上平行移动。
3.根据权利要求1所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,两块所述第二立板均固定连接到所述浇注底盘,两块所述第一立板均滑动密封地连接到所述浇注底盘,各所述第一立板的两侧边分别抵靠在两块所述第二立板的内侧面;各所述第一立板分别连接第一驱动装置,通过所述第一驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第一立板沿所述第二立板的内侧面滑动平移;
或两块所述第一立板均固定连接到所述浇注底盘,两块所述第二立板均滑动密封地连接到所述浇注底盘,各所述第二立板的两侧边分别抵靠在两块所述第一立板的内侧面;各所述第二立板分别连接第二驱动装置,通过所述第二驱动装置的伸缩运动驱动相应的所述第二立板沿所述第一立板的内侧面滑动平移。
4.根据权利要求1至3任一项所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,在所述上开口上设置一保温帽口箱,所述保温帽口箱包括具有内腔的外套和间隔套设在所述外套的内腔中的内套,所述内套具有补缩空腔;在所述外套的内壁与所述内套的外壁的间隔中设置保温层。
5.根据权利要求1所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括用于盛放钢水的钢水包和闭环控制***;
所述钢水包上设置钢水包水口,所述浇注底盘上设置与所述浇道相连通的至少一个浇道水口,所述闭环控制***包括用于测量并传输所述钢水包的钢水重量数据的传感器和控制台;所述传感器设置在所述钢水包上,所述控制台与所述传感器电连接并接收所述钢水质量数据,所述控制台通过调整所述钢水包水口的开口度控制浇注速度。
6.根据权利要求5所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括用于切断所述浇道水口的切断机构,所述切断机构包括:
切断砖,活动且横向设置在所述浇道水口的侧壁内;
传动轴,其一端与所述切断砖连接,通过所述传动轴的伸缩运动推动所述切断砖逐渐移动到所述浇道水口内并封堵所述浇道水口。
7.根据权利要求2或3所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括与所述浇注底盘固定连接的驱动装置支架,所述第一驱动装置和所述第二驱动装置均具有固定端和伸缩端,所述第一驱动装置的固定端和所述第二驱动装置的固定端均与所述驱动装置支架固定连接,所述第一驱动装置的伸缩端连接到与所述第一驱动装置相连接的所述第一立板,所述第二驱动装置的伸缩端连接到与所述第二驱动装置相连接的所述第二立板。
8.根据权利要求7所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,在所述驱动装置支架上设置滚动装置,所述滚动装置包括多个第一辊道和多个第二辊道;
所述第一辊道布置在所述浇注底盘外周且平行于所述第一立板,所述第一立板能在所述第一辊道上滑移;所述第二辊道布置在所述浇注底盘外周且平行于所述第二立板,所述第二立板能在所述第二辊道上滑移。
9.根据权利要求2所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,其特征在于,所述宽厚板用钢锭的铸造设备还包括与所述浇注底盘固定连接的驱动装置支架,所述第一立板的另一侧边与所述驱动装置支架之间设置至少一个第一垫块,所述第二立板的另一侧边与所述驱动装置支架之间设置至少一个第二垫块。
10.一种宽厚板用钢锭的铸造方法,其特征在于,采用权利要求1至9任一项所述的宽厚板用钢锭的铸造设备,包括如下步骤:
步骤S10,在浇注底盘上铺设浇道,将围合壁竖直连接到所述浇注底盘上,根据需要的钢锭的长度和宽度改变所述围合壁的横截面尺寸,从而分别调整铸造腔的长度和宽度,通过所述围合壁的高度的改变调整所述铸造腔的高度;所述铸造腔呈长方体状,所述铸造腔的长度大于或等于所述铸造腔的高度,使铸造出的所述钢锭横卧在所述浇注底盘上;
步骤S20,采用钢水下注方式进行浇注,开始浇注直至浇注结束;
步骤S30,钢水凝固形成钢锭,取出所述钢锭,清理所述浇道。
11.根据权利要求10所述的宽厚板用钢锭的铸造方法,其特征在于,在所述步骤S20中包括在所述宽厚板用钢锭的铸造设备中设置用于盛放钢水的钢水包和闭环控制***;在所述钢水包上设置钢水包水口,在所述浇注底盘上设置与所述浇道相连通的至少一个浇道水口,所述闭环控制***包括传感器和控制台;将所述传感器设置在所述钢水包上,所述传感器测量并传输所述钢水包的钢水质量数据,所述控制台与所述传感器电连接并接收所述钢水质量数据,根据预先设定的浇注速度曲线和所述钢水质量数据,所述控制台调整所述钢水包水口的开口度以控制浇注速度。
12.根据权利要求11所述的宽厚板用钢锭的铸造方法,其特征在于,在所述步骤S20和所述步骤S30之间包括步骤S25,所述步骤S25包括在所述宽厚板用钢锭的铸造设备中设置能切断所述浇道水口的切断机构,所述切断机构包括切断砖和传动轴,将所述切断砖活动且横向设置在所述浇道水口的侧壁内,所述传动轴的一端与所述切断砖连接;在所述浇道水口处的钢水未凝固或未完全凝固之前,所述传动轴伸缩运动并推动所述切断砖逐渐移动到所述浇道水口内,封堵所述浇道水口。
13.根据权利要求10所述的宽厚板用钢锭的铸造方法,其特征在于,在所述步骤S10和所述步骤S20之间包括步骤S15,所述步骤S15包括根据所述第一立板、所述第二立板和所述浇注底盘的材质确定冷却方式。
14.根据权利要求13所述的宽厚板用钢锭的铸造方法,其特征在于,所述第一立板、所述第二立板和所述浇注底盘均由铸铁或铸钢制成,采用自然冷却或风冷。
15.根据权利要求13所述的宽厚板用钢锭的铸造方法,其特征在于,所述第一立板、所述第二立板和所述浇注底盘均由铜板或钢板制成,采用冷却介质进行冷却;开启冷却介质***,检查冷却介质的压力、流量,输送所述冷却介质的管路的密封状况,接通所述冷却介质***的电源。
CN201510845065.0A 2015-11-26 2015-11-26 宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法 Active CN105312515B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510845065.0A CN105312515B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510845065.0A CN105312515B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105312515A true CN105312515A (zh) 2016-02-10
CN105312515B CN105312515B (zh) 2018-12-18

Family

ID=55241397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510845065.0A Active CN105312515B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105312515B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106493314A (zh) * 2016-12-26 2017-03-15 中冶京诚工程技术有限公司 钢液浇铸装置
CN106670408A (zh) * 2017-02-21 2017-05-17 中冶京诚工程技术有限公司 一种冷却钢锭模具
CN106694863A (zh) * 2016-12-29 2017-05-24 中冶京诚工程技术有限公司 钢水浇注的控制方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1149270A (zh) * 1994-05-27 1997-05-07 乔治·费希尔·迪萨公司 串叠造型装置中湿型非铁合金非重力浇铸后浇口封闭法
CN102161080A (zh) * 2010-12-23 2011-08-24 中国科学院金属研究所 一种宽厚板轧机用高致密宽厚板坯的制造工装和方法
CN104057062A (zh) * 2012-08-27 2014-09-24 济南铸造锻压机械研究所有限公司 砂型低压铸造封堵浇口装置及砂型低压铸造的方法
CN203936358U (zh) * 2014-05-30 2014-11-12 华南理工大学 一种大振力、大振幅的振动挤压铸造装置
CN104493112A (zh) * 2015-01-06 2015-04-08 中冶京诚工程技术有限公司 钢锭铸造模具和铸造方法
EP2905093A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-12 SMS Concast AG Kokillenanordnung zum Stranggiessen von metallischen Produkten
CN205236986U (zh) * 2015-11-26 2016-05-18 中冶京诚工程技术有限公司 宽厚板用钢锭的铸造设备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1149270A (zh) * 1994-05-27 1997-05-07 乔治·费希尔·迪萨公司 串叠造型装置中湿型非铁合金非重力浇铸后浇口封闭法
CN102161080A (zh) * 2010-12-23 2011-08-24 中国科学院金属研究所 一种宽厚板轧机用高致密宽厚板坯的制造工装和方法
CN104057062A (zh) * 2012-08-27 2014-09-24 济南铸造锻压机械研究所有限公司 砂型低压铸造封堵浇口装置及砂型低压铸造的方法
EP2905093A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-12 SMS Concast AG Kokillenanordnung zum Stranggiessen von metallischen Produkten
CN203936358U (zh) * 2014-05-30 2014-11-12 华南理工大学 一种大振力、大振幅的振动挤压铸造装置
CN104493112A (zh) * 2015-01-06 2015-04-08 中冶京诚工程技术有限公司 钢锭铸造模具和铸造方法
CN205236986U (zh) * 2015-11-26 2016-05-18 中冶京诚工程技术有限公司 宽厚板用钢锭的铸造设备

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106493314A (zh) * 2016-12-26 2017-03-15 中冶京诚工程技术有限公司 钢液浇铸装置
CN106493314B (zh) * 2016-12-26 2018-12-18 中冶京诚工程技术有限公司 钢液浇铸装置
CN106694863A (zh) * 2016-12-29 2017-05-24 中冶京诚工程技术有限公司 钢水浇注的控制方法及装置
CN106694863B (zh) * 2016-12-29 2019-04-23 中冶京诚工程技术有限公司 钢水浇注的控制方法及装置
CN106670408A (zh) * 2017-02-21 2017-05-17 中冶京诚工程技术有限公司 一种冷却钢锭模具

Also Published As

Publication number Publication date
CN105312515B (zh) 2018-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104308081B (zh) 一种用于铝合金铸件v法造型反重力浇注的方法
CN205236986U (zh) 宽厚板用钢锭的铸造设备
CN105312515A (zh) 宽厚板用钢锭的铸造设备及其方法
CN102773458A (zh) 砂型低压铸造封堵浇口装置及砂型低压铸造的方法
CN103121081B (zh) 一种整体铸造重型大马力内燃机车转向架的方法
CN101543877A (zh) 用水冷结晶器作为锭模的装置
CN202398784U (zh) 一种铸造砂型
CN101791681A (zh) 中厚板用板坯的水冷模铸生产工艺
CN104493112B (zh) 钢锭铸造模具和铸造方法
CN201921988U (zh) 柴油机机体铸造模具
CN102941338B (zh) 一种组芯铸造冷却速度的控制方法及装置
CN202951845U (zh) 轮毂补缩浇铸***
CN102069163A (zh) 结晶器、生产铸坯的装置和方法、铸坯以及超大断面铸坯
CN104550808A (zh) 一种低内部缺陷钢锭的生产方法及其装置
CN116441501A (zh) 一种真空水平连铸和模铸的装置
US3123877A (en) Apparatus for and method of casting metal members
CN100548536C (zh) 铸造火车车轮的退行式浇注方法
KR100739633B1 (ko) 더미바 헤드
CN201913204U (zh) 结晶器、生产铸坯的装置、铸坯以及超大断面铸坯
IT201600116859A1 (it) Dispositivo di colata continua per bramme sottili
CN201067793Y (zh) 精铸离心铸造装置
CN204413083U (zh) 钢锭铸造模具
CN102836970B (zh) 多边形钢锭水冷模铸法及水冷模铸装置
CN112024848A (zh) 一种能消除汽车铝合金车轮大尺寸热节点的方法及装置
CN214079113U (zh) 一种铸件厚大部位均衡凝固铸造结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant