CN1919493A - 一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途

技术领域  发明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，连续铸钢工艺设备包括：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、对弧样板等。

背景技术  连续铸坯产生裂纹的原因有两个方面：1、铸坯的高温强度不能在拉坯过程承受机械原因产生的撕裂力；2、坯壳形成过程有撕裂的机械力，提高钢的机械强度和消除有害的撕裂力是减少裂纹的主要途径，平面结晶器形成的初始坯壳易受铸流影响产生局部过热膨胀引起形状失稳变形应力产生撕裂纹。众所周知，现有弧形连铸机的结晶器弧形曲线与二冷段的弧形曲线是同一半径的圆弧线；直弧形连铸机是平面铜板组成的结晶器与零段直线对接，零段与弧段(扇形段)弧线对接，弧线在零段与直线相切存在的问题是当铸坯通过直弧形连铸机零段的相切处时由于矫弯的速率过大，内弧面的坯壳承载的压缩变形量相应转变为横向延展，使冷却收缩应力较大的红坯表面产生纵向的撕裂力而使坯壳在结晶器产生的缺陷或小裂纹扩展为大裂纹，净化钢水去除钢的杂质和减小弯曲机械力，有减少裂纹提高质量的有益效果。本发明的目的是为了追求这一有益效果，对现有连铸设备进行一系列的改进。

中间包绝热板在中间包永久层里面砌成内衬，它与永久层的间隙充砂粒成为保温层。的优点是保温效果极好，十分符合现有连铸技术中间包必须保温的传统观念要求，不足的是生产碱性板有骂MgO与CaO的水化问题，因此发展了在使用现场干法成型中间包碱性工作内衬的成型方法(干式料成型方法)。但这方法不能在现场制作有砂粒保温层的中间包内衬(以下称内衬)。因为内衬没有保温层中间包壳温度高于用绝热板内衬的包壳，环境温度高于体温，浇钢工作环境恶化，针对这一问题本发明依据风冷散热原理和砂粒层的保温效果，利用布袋层做内衬的保温风冷层和服装内层改善用风机吹服装表面只能冷却身体的半面问题，以下简称布袋风冷层为B。

利用B的试验中发现：惰性气流冷却内衬是加热过程体积倍增，稀薄的热惰性气体流向钢包铸流屏障空气接触钢水有减少氧化的作用，被冷却的内衬可降低界面钢水温度增大比重产生重力差下沉优先进入水口，中心部位钢水温度高于周边向上微循环到液面与渣层对流后到达内衬界面下沉，钢中的夹杂被吸附在液渣和内衬熔融膜中的机会增多，产生了净化钢水的意外效果，也十分适合进行低温快铸的需要，这一发现纠正了中间必须保温的偏见。

内衬厚度范围内温度随离开界面的距离加大而降低，梯度约每1mm递减10℃，全厚度的温度梯度变化范围内总有一个层面温度适合Si、Al、B、Mg、(CaC₂)等发生氮化反应，利用中间包温度条件在内衬的使用过程中生成氮化反应生成物结合相是提高内衬使用寿命和传热量的途径，在现有技术中尚未发现。

众所周知，没有镀层的结晶器使用寿命极低，但制造镀层的电镀加工对环境破坏严重，显然使用无镀层的结晶器有益于保护环境，本发明的目的也在于提供一条提高无镀层结晶器使用寿命的方法。

受B层在中间包使用试验的启发，发现B层还可有以下用途：

1、B做为炉窑墙壁防炉气泄漏的屏蔽层。

2、B做为转炉壳的冷却保温层。

3、B做为转炉的补炉层

4、B做为钢包的保温层和建筑物的保温层、通风层、装饰层。

5、B做为太阳热能利用的采集层。

6、B做为服装、垫子、鞋类的风冷层。

7、B做为洗浴床面的洗浴层和浴被与洗浴巾使用。

发明内容本发明一种变弧铸钢设备和铸钢工艺与布袋风冷层用途所述的连续铸钢工艺步骤是：钢水在中间包经过风冷内衬预冷和/或RH真空净化处理后是通过浸入式水口的梯形或三角形侧孔由塞棒控制流量和测温浇铸到非平面铜板组成的结晶器内形成坯壳携带液芯在结晶器以下先微矫直或矫弯再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和实现工艺步骤过程：

a、中间包内衬层的风冷层由数个填充散装(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层可以是填充砂粒或保温材料颗粒的布袋排例层，内衬散热的过程是钢水的热量通过内衬层传递到B层，冷风在B层中流过带走热量，内衬层温度降低，冷风带走的热量越多，通过内衬传递的热量也就多，砂粒的大小和透气量有关，透气量与散热量有关，采用球体的透气性最好；

浇钢过程中由进口充入惰性气体或还原性气体在B层中流动吸收热量冷却内衬同时气体受热体积膨胀强制从出口排出流向铸流(6)周围形成气幕屏障阻止空气接触铸流，热气流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，由保护渣吸俘钢流中夹杂物，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作用力合并使低温钢水沿内衬壁螺旋下沉进入水口，并与水口处逆时针方向旋转的涡流方向相反动能相抵，抵制旋流在上水口轴线处的早期形成，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)的圆角过渡的梯形或三角形的侧孔铸入结晶器，为得到纯净钢水中间包有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，处理后的下降钢水通过喇叭形下降管缓慢的回流到中间包时不扰动钢水；

b、弧形内衬面是有利中间包钢水旋流的形状和不易被B层砂粒静压力撑垮的拱坝形状，其制作方法1、弧形表面的内衬胎模与B层之间充填酚酫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，由电热丝点燃，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500℃以上B层充入氧气和燃气，由电热丝点燃烧结内衬层；

c、利用内衬传热降低钢水温度，需要解决材料的体积密度加大问题和减薄内衬层的两个问题，为此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，在内衬层形成氮化物结合相的操作是：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；3＝烘中间包浇铸钢水到正常浇铸液面高度后氮气压力提高到＞0.1Mpa，这一方案既达到了减薄内衬层的目的，也实现了提高材料体积密度的目的；

d、浸入水口侧孔射出的钢流是南北方向时，由于地球自转是匀速运动，而钢流是减速运动，两者不同方向的运动差使钢流趋于向西弯曲，当和旋流产生的离心力叠加在一起时射向东南方向的钢流速度大于其它方向，一般认为是弱作用力忽略不计，但实际影响板坯的质量：1)浸入水口侧孔东西方向射流生产的铸坯西南角有易脱方的质量问题；2)浸入水口侧孔南北方向射流生产铸坯有初始坯壳局部过热，易产生纵裂纹的问题。本发明的解决方法是：1)浸入水口的两个侧孔轴线不成180°；2)浸入水口上端向西倾斜大于1°；3)鸭蛋圆形上大圆下小圆或侧孔梯形、三角形；4)中间包底是向上拱的弧形面，保持浸入水口向西倾斜和中间包上平面出渣口处低于操作端；

e、结晶器铜板(12)的宽窄四个面工作面A-A横剖面是弧形，结晶器铜板工作面的纵剖面是渐变曲率H/L≈1/800～1/30，H数值从上到下逐渐变小，或宽面(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，上口大于下口处的曲率，上口处的弧高大于下口的弧高，上口处的铣刀倾斜角a大于下口处的铣刀倾斜角b，在加工窄面板弧面时铣刀倾斜角是逐渐的由倾斜角a减小过度到倾斜角b，窄面板有两块对称的三角形平面SM，其下口处的尺寸W大小约相当于结晶器下口处的坯壳厚度减弱角部的传热量，为了更精确的控制传热量，结晶器四个角部的铜板表面采用有凹坑或沟槽群弱冷坯壳的角部控制收缩量；

f、为了提高无镀层结晶器的使用寿命，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5-10mm，坯壳在通过交点时有a点和b点距离产生的矫直量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，所以结晶器有磨损后大于5mm--10mm当弧形连铸机的结晶器弧形半径R曲率小于扇形段弧形曲率、扇I段小于扇II段……不同曲率的弧形曲线相交或相切联接时，a点和b点的距离约等于5mm-50mm充分利用拱形薄壳的弯曲力学性质达到弧面产生向内或向外的弯曲应力和变形，调整方法是采用特制的垂直有三个测点和水平也有三个测点的结晶器斜度仪首先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，采用双曲面结晶器和单曲面或球面结晶器相同，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矫弯过程弯曲速率最小，从结晶器到矫直段的铸坯最佳，形状曲线为悬链曲线；

g、通过塞棒头部水口处的钢水温度越接近液相线铸入结晶器的钢水凝固成铸坯的速度越快，塞棒头部的温度控制和结晶器内钢水的温度控制是低温快铸的技术关键，因此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测量塞棒头部的钢水热幅射信号转换为温度，根据测量温度确定中间包钢水的散热量。

本发明工艺与现有技术不同的是：1、在中间包风冷钢水2、弧形铸机的结晶器弧面半径大于二冷扇形段半径或结晶器是渐变曲率，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，二冷段为悬链曲线面，是渐变曲线，越接近矫直段曲率越大，弧形和直弧型铸机的结晶器都不采用平面铜板，而采用曲面、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；有这种应力可强冷铸坯壳获得快速发育的柱状晶到液芯末端贯穿焊合。

B层风冷内衬层使中间包净化钢水的同时能力提高，同时促进低温快铸。B层功能受这一应用的启发在钢包炉窑、建筑物、服装、垫子、鞋类、洗浴床等领域使用发现有七项新用途。

1、炉窑的砖墙(耐火浇筑料墙)防泄漏炉气(CO+CO₂)除采用铁板包裏外还没有其它的办法。内衬冷却的过程中发现内衬材料在使用中热蒸发的气体不再透过永久层泄漏，原因是冷却气流填充了材料气孔通道，形成了一道气幕屏障阻止了泄漏：因此B做为炉窑墙体的保温层兼气幕屏障层阻止炉气外漏。加热炉墙(17)和(18)的夹层中铺设B层充入水蒸气或空气屏障炉内对人体有害气体透过炉墙气孔和缝隙泄漏，屏障气压力大于炉内压力，同时也是一种通过耐火材料孔隙向炉窑内加入高过热度水蒸汽参与燃烧的一种方法，水蒸气通过炉墙材料孔隙加热参与燃烧，方法是：向炉内通过B层均布内墙(18)的夹层面蒸气压力，使蒸气透过墙体孔隙的过程预热输送到炉内参与燃烧；

2、当转炉的炉衬需要减薄时，通过炉衬传导到炉壳的热量增加，炉壳的强度要有所降低，为了解决这一问题，可采用耐高温的氧化铝空心球或耐火材料砂袋层做为转炉壳的冷却保温层，具体的做法是：1)砂或空心球表面进行粘结剂的涂布；2)砂袋连接成筏片挂在炉壳上后砌炉衬；3)炉壳加进气出气口；4)粘结剂的配方为氧化铝或氧化镁细粉80％、磷酸钠5-8％、广西白泥(一种粘土)3-5％、糊精1-2％、酚酫树脂5-8％；

3、B充装MgO砂和沥青连接成竹排样的筏片状，当转炉补炉时代替补炉砖进行凹坑处修补；

4、B做为钢包、建筑物的保温层在施工的过程中是一种柔性体，布袋中可以根据需要充装任何密度的物质可和不规则的表面吻合，布袋充装料中加入水泥等水硬性或热塑性及热固性粘结剂硬化后是有一定强度的保温层，还可利用流体带走热量冷却保温层，采用彩色装饰材料制作B层不加填充物，还可做为建筑物、车、船、帐篷的内外装饰层和通风层。

5、B层冷却内衬的原理是利用加热气流带走热量降低温度，与太阳能集热器加热流体采集热能的物理过程相同，所以也可以利用B层采集太阳能和在建筑物的表面做为装饰和通风保温。B用透光材料制作和透光层组合为复合阳光采热层或B和透光层(27)与保温层(B1)及结构层(25)复合使用采集太阳热能由流体通过网(26)由进口出口带走利用；

6、由B拼缝包括服装内衣、垫子或做为服装、垫子、鞋类多层组成中的一层，充入压缩空气透过布料的织孔吹到皮肤表面冷却和干燥汗水，服装和鞋类流行样式***风冷服装、垫子和鞋类同样有数不尽的花样，尤其是根据风冷方法制作的：(一)B拼缝的风冷裤由刚柔性夹V挂在腰间，风冷衣由弹性夹C夹在腰胸间，胸衬遮挡到嘴的位置，风冷裤还有另一种是背带裤，背带是一个有进口的气流通道，在裤腰处连接有兜裆充气布袋，风冷裆部、背带还连接有两个腋下的气流出口风冷腋下(二)刚柔性夹V和C是管形气流分配通道，不但可与B组合成衣，而且可单独由压风鞋做为气源供气做为风冷夹使用(三)风冷内衣由X形的刚性支架支撑有进口的布囊组成，重点通风冷却腹股沟和腋窝，风冷衣和风冷夹在桑拿浴室等没有火源的地方使用采用氧气做为冷风源，最简单的风冷内裤是在裆部设置气流的出口，用布袋做为通道连接出口与供风管(四)垫子的布袋安放在由立板(23)和底板(24)与拉条(22)组成的格框中，当作为座垫和床垫与鞋垫及地板时充气的袋子不会被压，(五)做为气源的压风厚底鞋底前部(30)格框结构由柔性材料制作，它和鞋跟(36)与皮囊腔上板连为一体，皮囊(38)把压风板(35)和上板连接在一起成为压风箱(34)在鞋掌(37)带动压风板(35)运动时空间压缩变化，由进气阀(33)吸入气流通过排气阀(31)进入鞋底(29)和(30)也可通过出口(28)和风冷衣管线连接供气作为气源；脚指的位置有支撑杆(32)和鞋掌(37)连接，支撑杆带动压风板运动；压风厚底高跟鞋底去掉压风结构成为厚底高跟鞋视觉会轻美一些，其空间可安放随身物品或手机等电器成为厚底电子装置鞋；鞋跟部分是视觉美感变化最丰富的局部，可有数不尽的形状和曲线改变，鞋跟(36)降低为压风厚鞋底供男士使用；

利用足底对振动的感知和脚指与脚后跟可开关控制电器按钮的能力，鞋底的空间里安装包括：手机、摇控报警器、摇控器、电子钥匙、舞台音响无线发射接收装置、多种电子装置或集成电路芯片，它们的控制按键或部分按键安装在鞋的内侧，方便用脚指或脚后跟按动操作，带有键盘的鞋帮花色样式繁多，包括靴子带有太阳能光电池和显示屏与集成电路芯片的微电子装置鞋帮，有多少组合就有多少种式样和功能的电子装置鞋；

7、利用B渗水性做为擦洗巾和浴被与倒挂式洗浴床面成为可洗浴的床、被、擦洗巾用于洗浴倒挂按摩牵引综合商业***，使顾客可在一个床上享受洗浴按摩、牵引、休息四项服务，而且牵引或倒挂按摩洗浴可同时进行节约顾客的大量消费时间。具体的步骤包括：1)顾客在洗浴床平卧盖浴被热浴或温水浴和用洗浴巾擦洗；2)平卧洗浴床按摩数分钟后用床枕夹持双脚竖立浴床屉，使顾客成倒挂姿态按摩数秒至数分钟恢复平卧按摩反复交替进行；3)按摩完毕顾客平卧洗浴床盖洗浴被进行温浴休息后服务结束；4)颈椎的牵引挂于床枕，利用浴床屉的不用倾斜角度调整牵引力的大小。

以下本发明将通过优选的实施例结合附图进一步加以说明。

附图说明 图1、B在中间包使用的剖面示意图

         图2、中间包RH真空处理钢水示意图

         图3、挡墙D的形状示意图

         图4、测温头示意图

         图5、倒焰节能浸入水口预热烘烤炉部面示意图

         图6、弧形连铸机结晶器和二冷段弧线关系示意图

         图7、直弧形铸机结晶器和零段与扇形段关系示意图

         图8、联接式对弧样板示意图

         图9、结晶器窄面铜板凹形变曲率弧面加工方法示意图

         图10、四种B的布袋排例示意图

         图11、钢包保温层的施工示意图

         图12、炉墙夹层中的B充气屏障炉气泄漏示意图

         图13、B太阳能采集器的示意图

         图14、B做建筑内外装修层和采集太阳能的示意图。

         图15、V形夹风冷裤示意图

         图16、V形夹示意图

         图17、C形卡环风冷衣示意图

         图18、X形夹风冷内衣示意图

         图19、风冷垫子的示意图

         图20、压风厚底高跟鞋底剖面示意图

         图21、电子装置鞋示意图

         图22、厚底电子装置鞋示意图

         图23、洗浴床剖面示意图

具体实施方式  参照附图，将详细叙述本发明具体实施方案。

图1是本发明连续铸钢工艺过程采用的结晶器和中间包水口处的横剖面与纵剖面是一具体的实施例的结构示意图。钢包铸流由保护套管改为气幕保护，气源是来自内衬层的保温层B层砂粒间流过的冷却气流。B层是砂袋排列成筏片状散热器形后铺设在弧形永久层表面后再成型内衬层，内衬层成型方法与现有技术干式料内衬层的成型方法相同，只是配料中的酚酫树脂结合剂改为采用沥青并加入5-10％的Si细粉或相应数量的可氮化的物质，因沥青有热固化定型时软化问题，因此特别把永久层和内衬层都做成弧面防止坍塌并采用高温炭化沥青的方法定形内衬层，B层进口管道埋设在永久层(7)中，内衬(8)和水口(11)密封连接，中包内衬里的钢水通过连接水口的浸入式侧孔水口到达结晶器，浸入式水口浇钢前需在烘烤炉上预热。浸入水口的侧孔上宽下窄使水口中快速下落的钢水流能量分散在侧孔的断面上形成下窄上宽的铸流，在结晶器内上部流程短，下部流程长的形状均分配钢水。为了消除铸坯内外弧面收缩量不均的问题，浸入水口的两个对称侧孔的中心轴线水平方面＜175度或＞185度。

图2是中间包RH真空处理净化钢水的实施例。为了净化中间包中的钢水，在包盖上有一个RH真空槽吸取由导流床提供的向上流的铸流钢水进行真空净化处理。RH真空槽吸取铸流进行处理是除气降温的过程，在中间包进行这样的处理对实现低温快铸十分有利。RH真空槽(13)在中间包上连续处理钢水是导流床的功能使中间包RH处理成为可能。由于RH处理钢水热损失极大，所以在钢包处理后再浇铸到中间包有两次大幅度降温过程，如在中间包进行RH连续处理并利用降温实现低温快铸，通过塞棒头部的小孔连续监视钢流温温度，低温快速浇铸就比较易实现。为了更可靠的监视温度，在结晶器内再设一到两个测温点，对比监视过冷温度，实现快铸更安全可靠。

图3是挡墙D的实施例。挡流坝D流过钢水的豁口是三角形，和导流床(9)都可以使中间包的钢水旋流，消除流动的死角，内衬层冷却钢水产生的界面钢水重力差和旋流共同作用下中间包钢水流场成螺旋形沿内衬壁下降接近水口，相对低温的钢水优先进入水口进行浇铸。中间包的导流床(9)有透气砖(10)通入Ar到钢水中增加铸流(6)的钢水上浮的动能，Ar到达液面溢出钢水后和进口通入的冷却内衬气体混合流向铸流周围形成气幕保护铸流不被空氧气化，同时可向铸流中射丝喷粉调整成份；三角形过钢断面的作用是利用铸流的推动力使中间包内衬附近的钢水顺时针缓慢的微循环流动，促使内衬界面的钢水螺旋下沉，消除中间包的水流死角。当液面降低时三角形的过流面积随液面下降减小，推动环流的动能加大和水口旋涡形成的力随液面降低同步加大；顺时针的旋流与地球自转促成的水口逆时针旋转旋涡相抵阻止水口旋涡的形成。

图4是钓杆式测温头DT的实施例。它由热电隅(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；结晶器内的钢水温度波动范围较小，对温度的测量精度要求非常高，因此将塞棒的测温方法也用在结晶器钢水的测温，进行同一种方法的比对，其做法是耐火材料外套管代替塞棒，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。

图5是倒焰式浸入水口节能烘烤炉的实施例。浸入式水口(11)在用保温材料砌成的炉筒(LT)中预热，烧嘴的火焰从浸入式水口的上口向下燃烧，火焰到水口底后通过侧孔到水口与炉壁的间隙中上升烘烤水口的外壁，余热进入烟道预热燃气和助燃风；炉筒和支架是分体的可移动更换，并且可以轴ZO为圆心转动倾斜支架(ZJ)和烟道(YD)预热装置与烧嘴连为一体。

图6、图7是弧形直弧形连铸机的改进例。结晶器的弧形半径与铸机半径由现有技术的相同改为了不同，并改为两者相交对接。直弧型连铸机的结晶器改为使用弧形曲线的结晶器，弧型和直弧与立弯式及立式连铸机的结晶器都可以采用弧形结晶器或双曲面的弧形结晶器。结晶器由小半径曲率改为大半径曲率，由平面形改为曲面形，由单曲面改为双曲面扭曲面的目的是使结晶器内形成的初始坯壳在结晶器内是形状比平面形状稳定的曲面或双曲面及扭曲面的薄壳结构(类似球壳屋顶的力学性能)，能够和结晶器表面均匀的紧密接触传热，快速冷却。

弧形铸机为使铸坯在弧形段保持一定矫弯量的条件下运行到矫直段矫直，结晶器位置要移动辊道需要重新排列，结晶器向内弧方向移动一定距离后到拉矫机的悬链曲线做为辊道重排的辊位是最接近铸坯逐渐微矫弯的实用曲线。R7000弧形板坯连铸机浇铸165*480-580的铸坯结晶器向内弧方向移动大于20mm就有效果。另外与铸机半径相同的结晶器向外弧倾斜1.5mm、5mm、10mm，其结果是倾斜大的效果好，原因是倾斜等于矫直铸坯，等于加大结晶器半径。采用结晶器半径R9000mm扇形I段、R8000mm渐变到R7000mm扇形II段、R7000mm……的模式，与悬链曲线相比不尽合理，但实现较易，实用效果优于结晶器和二冷段是同一弧形半径的连铸机。直弧型和立式与立弯式连铸机为了得到与弧形铸机坯壳的相同的拱形薄壳效果，结晶器采用扭曲面组成，产生螺旋形的坯壳携带液芯在二冷段逐渐矫直凝固成铸坯过程，扭曲的铸坯壳在逐渐矫直力的作用下减小角部的过冷收缩应力，结晶器铜板的扭曲量为以铸坯的重心为轴心扭曲铸坯每米长度扭转1-2度(普碳钢)，2-3度(高碳钢)，0-5度(特钢)；

图8是联接式对弧样板的实施例。由于本发明的每一个扇形段都不是同一半径的圆弧线，扇形段的维修困难，所以样板设计成分段加工后联接组合方式，方便使用和维修。对弧样板是悬链曲线或渐开线及阿基米德螺旋线等渐弯曲线，采用每一段由两块相同的样板通过铆钉MD和铆钉套管铆合在一起成为一个每段的分段样板，分段样板由联接板TJ通过销钉XD连接在一起成为整体对弧样板，联接板也加工成某一段的样板，整体样板可分解开调整每一个扇形段的弧线也可联接组合起来校正整修二冷扇形段弧线。

图9是窄面铜板的加工方法实施例。铣刀的轴线和铜板的垂直线夹角a大于b，铣刀的直径大于铜板的宽度，窄面板在铣刀杆和水平走刀同步旋转的铣床上加工，得到上口弧度大于下口的窄面铜板，对称的三角形的平面SM是减弱角部传热量的面积，在这个三角形平面内加工出凹坑或沟槽的效果与加工出平面相当，后者的弱冷量要精确一些，因为三角形平面产生的是间隙，其间隙大小实际是不确定的。

在图10中有abcd四种由布袋(1)排例组成的筏片B，这四种仅是无数种排例组合中的竹排样有代表性的四种。布袋采用布或织物材料缝制，内装电厂灰中的飘珠加8-10％耐火水泥，在冶炼浇铸设备和炉窑的保温层中使用(建筑物保温内装珍珠岩加水泥)。

图11是B做为的钢包保温层的施工实施例，B与包壳(4)悬挂吻合安装，钢包内衬胎模(3)与B之间的空隙是内衬层的空间，浇筑料(2)填充空间振实成为内衬，其浇筑料中含有的水份浸入到B内与耐火水泥反应硬化形成和包壳与内衬都吻合的并且有一定强度的保温层。

图12是外墙(17)与内墙(18)的夹层B层充气阻漏方案实施例，B层充入的水蒸气压力大于B层的气流阻力压降加上炉内压力数值。如压力加大并且内墙采用透气砖向炉内加入水蒸气参与燃烧，虽不增加热量，但是，由于蒸气是经过气孔通道预热吸收了炉墙热量的水蒸气携带了一定的热能量参与燃烧反应，增加了燃烧反应的效率。

图13和图14是B做内外装修层的房屋利用实施例和利用太阳能采集器取暖的实施例。B层有固定带(5)锚固连接安装在墙内或楼板内代替内装修，可和墙体或楼板一同建筑完成，B不填充保温材料可做为通风调温的气液流体的通道。冬季太阳能采集器E在房屋内的下层取风经阳光加热后体积增大比重减轻的升力使其流入图19所示的垫子(地板)在房屋中均分配热气供房屋取暖，屋顶安装的太阳能采集器F白天加热由泵循环的水箱水蓄热，夜间循环到暖气取暖，夏季风扇G抽送外墙B中的冷空气到内墙B中冷却内墙和天花板，使屋内降温。如外墙栽种藤蔓植物效果更好。

图15和图16是风冷裤和风冷衣实施例，它们用B缝制，裤配的腰夹V和衣配的胸卡C断面相同，由两个刚性支架(21)支撑通道(19)畅通，支架有配气支道(20)向B的每个布袋中充气。图17是弹性夹V的单独使用方法，由背包式压缩空气瓶通过进口管道充入V在裆吹出，重点冷却主动脉血管，由血液循环将低温带到全身降低体温，这种方法的效率高耗气量很小，适合携带小型气瓶供气或电吹风机吹风，采用有线供电和电池供电，当采用有线供电时在进口管道内设置吸热放热半导体PN结吸收冷风热量。

图18是X形夹风冷内衣的实施例。风冷内衣实际上是一个特形囊袋由两个异形环刚性支架撑起来夹在腰胸裆之间。进口充入的气可由通道(19)送到腋窝和裆部重点冷却血液流量最大地方。

按摩的治疗效果与治疗时的环境温度有一定的关系，因为按摩治疗的机理是促进人体的微循环，温度高时循环加快，这时按摩效果要好一些，但是按摩是强体力劳动，在进行了这项工作时要有体热产生，在高热的环境下做这项工作十分艰难，使用风冷衣可以散掉体热能够热环境下进行按摩治疗工作，如在桑拿浴室按摩使用风冷衣氧气作为冷风效果更好。

图19是风冷垫子的实施例。由主板(23)底板(24)拉条(22)组成的格框是承受人体重量的框架结构，可做为地板或床垫和座垫及靠垫，根据用途的不同选择不同的刚度或柔软度的材料制作格框。格框风冷垫子直接风冷身体的接触部分，能耗利用率高，用途广，适合车船、建筑、家具采用。

图20是压风鞋底做风冷衣气源的实施例。图中没有画出鞋帮的部分，这部分花色色样式繁多，有多少种和压风厚底鞋组合就有多少式样的压风厚底鞋。鞋底前部(30)格框结构和风冷垫子的结构相同，为了重量轻鞋底采用碳纤维制作或碳纤和玻纤混合制作。由于受视觉和安全因素的限制，鞋底的空间实际很小，所以压风量十分有限，仅能供风冷内衣冷却裆和腋窝部分，只适合在没有气源地方使用。在鞋底取风有利的一面是地面的空气温度一般较低，有利于冷却。

图21和22是电子装置鞋和厚底电子装置鞋的实施例。鞋跟上部和下部设计为按键指尖Z1和Z2的形状，用于操纵常用键C1和C2与键盘JP，鞋底空间KJ是受结构保护的空间适合安装精密的机械装置和集成电路芯片，鞋面GD区域最易接受阳光和便于观看，是最适合安装太阳能电池和显示屏的地方；厚底电子装置鞋与电子装置鞋不同的是脚指的位置有支撑杆(32)连接鞋底和鞋掌(37)，支撑杆和鞋底的连接处可有压电陶瓷TC产生微弱电流供微电子装置用电。

图23是洗浴巾、浴被、浴床的实施例：洗浴床面是由渗水量适当的布料(39)与有隔水层(44)的承重布料(43)直接成布袋组成有充水空间(40)由配水通道(42)经过进水孔(41)向每一个布袋分配水量，保温材料(46)和面料(47)组成保温层，热水器(56)向配水通道(42)供水，床屉(50)与床架(58)通过轴活动连接，轴上有一安全护板(51)通过滑轮(53)和绳索(52)在气动缸(54)竖立床屉(50)时移动到床屉成90度角的位置，床枕(48)通过连杆和床屉通过轴活动连接在一起，由弹簧力使床枕夹持双脚侧挂或利用床枕牵引颈椎，床架(58)有车轮通过方向盘(57)控制方向行走，浴被和洗浴巾的结构与床面相同，洗浴巾制作成手套样式更便于使用。

Claims (9)

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。

2、一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的布袋风冷层B通过权利要求1在中间包的应用发现在钢包、炉窑、建筑物、服装、垫子、鞋类、洗浴床等领域使用还有七项新用途：

a、用B做为炉窑墙体的保温层兼气幕屏障层阻止炉气外漏，加热炉墙(17)和(18)的夹层中铺设B充入水蒸气或空气屏障炉内对人体有害气体透过炉墙气孔和缝隙泄漏，屏障压力大于炉内压力，加大蒸气压力，使蒸气透过墙体孔隙的过程预热输送到炉内参与燃烧；

b、采用耐高温的氧化铝空心球或耐火材料砂的布袋层B做为转炉壳的冷却保温层，具体的做法是：1)砂或空心球表面进行粘结剂的涂布；2)砂袋连接成筏片挂在炉壳上后砌炉衬；3)炉壳加进气出气口；4)粘结剂的配方为氧化铝或氧化镁细粉80％、磷酸钠5-8％、广西白泥(一种粘土)3-5％、糊精1-2％、酚酸树脂5-8％；

c、B充装MgO砂和沥青等粘合剂连接成竹排样的筏片状，当转炉补炉时进行凹坑处修补；

d、B充装料中加入水泥等水硬性或热塑性及热固性粘结剂硬化后是有一定强度的保温层，还可利用流体带走热量冷却保温层，采用彩色装饰材料制作B层不加填充物做为建筑物和车船帐篷的内外装饰层和通风层；

e、B用透光材料制作和透光层组合为复合阳光采热层或B和透光层(27)与保温层(B1)及结构层(25)复合使用采集太阳热能由流体通过网(26)由进口出口带走利用；

f、由B拼缝包括服装内衣、垫子或做为服装、垫子、鞋类多层组成中的一层，充入压缩空气透过布料的织孔吹到皮肤表面冷却和干燥汗水，(一)B拼缝的风冷裤由刚柔性夹V挂在腰间，风冷衣由弹性夹C夹在腰胸间，胸衬遮挡到嘴的位置，风冷裤还有另一种是背带裤，背带是一个有进口的气流通道，在裤腰处连接有兜裆充气布袋，风冷裆部、背带还连接有两个腋下的气流出口风冷腋下(二)刚柔性夹V和C是管形气流分配通道，不但可与B组合成衣，而且可单独由压风鞋做为气源供气做为风冷夹使用(三)风冷内衣由X形的刚性支架支撑有进口的布囊组成，重点通风冷却腹股沟和腋窝，最简单的风冷内裤是在裆部设置气流的出口，用布袋做为通道连接出口与供风管(四)垫子的布袋安放在由立板(23)和底板(24)与拉条(22)组成的格框中，当作为座垫和床垫与鞋垫及地板时充气的袋子不会被压，(五)做为气源的压风厚底鞋底前部(30)格框结构由柔性材料制作，它和鞋跟(36)与皮囊腔上板连为一体，皮囊(38)把压风板(35)和上板连接在一起成为压风箱(34)在鞋掌(37)带动压风板(35)运动时空间压缩变化，由进气阀(33)吸入气流通过排气阀(31)进入鞋底(29)和(30)也可通过出口(28)和风冷衣管线连接供气作为气源；脚指的位置有支撑杆(32)和鞋掌(37)连接，支撑杆带动压风板运动；压风厚底高跟鞋底去掉压风结构成为厚底高跟鞋视觉会轻美一些，其空间可安放随身物品或手机等电器成为电子装置鞋；鞋跟部分是视觉美感变化最丰富的局部，可有数不尽的形状和曲线改变，鞋跟(36)降低为压风厚鞋底供男士使用；

g、利用B渗水性做为擦洗巾和浴被与倒挂式洗浴床面成为可洗浴的床、被、擦洗巾用于洗浴倒挂按摩牵引综合商业***，使顾客可在一个床上享受洗浴按摩、牵引、休息四项服务，而且牵引或倒挂按摩洗浴可同时进行节约顾客的大量消费时间，具体的步骤包括：1)顾客在洗浴床平卧盖浴被热浴或温水浴和用洗浴巾擦洗；2)平卧洗浴床按摩数分钟后用床枕夹持双脚竖立浴床屉，使顾客成倒挂姿态按摩数秒至数分钟恢复平卧按摩反复交替进行；3)按摩完毕顾客平卧洗浴床盖洗浴被进行温浴休息后服务结束；4)颈椎的牵引挂于床枕，利用浴床屉的倾斜角度调整牵引力的大小。

3、根据权利要求1一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的水口烘烤炉，其特征是：浸入式水口(11)在用保温材料砌成的炉筒(LT)中预热，烧嘴的火焰从浸入式水口的上口向下燃烧，火焰到水口底后通过侧孔到水口与炉壁的间隙中上升烘烤水口的外壁，余热进入烟道预热燃气和助燃风；炉筒和支架是分体的可移动更换，并且可以轴ZO为圆心转动倾斜支架(ZJ)和烟道(YD)预热装置与烧嘴连为一体。

4、根据权利要求1一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的结晶器斜度仪其特征在于：水平三个测点平面和垂直三个测点平面成90度垂直关系，垂直三个点测量不垂直度，水平三个点测量不水平度。

5、根据权利要求1一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的对弧样板，其特征是：悬链曲线或渐开线及阿基米德螺旋线等渐弯曲线，采用分段加工后联接组合方式，每一段由两块相同的样板通过铆钉MD和铆钉套管铆合在一起成为一个每段的分段样板，分段样板由联接板TJ通过销钉XD连接在一起成为整体对弧样板，联接板也加工成某一段的样板。

6、根据权利要求1一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的弧形连铸机特征还在于：采用结晶器半径R9000mm、扇形I段R8000mm渐变到R7000mm、扇形II段R7000mm……的模式。

7、根据权利要求2一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的电子装置鞋，其特征在于：利用足底对振动的感知和脚指与脚后跟可开关控制电器按钮的能力，鞋底的空间里安装包括：手机、摇控报警器、摇控器、电子钥匙、舞台音响无线发射接收装置、多种电子装置或集成电路芯片，它们的控制按键或部分按键安装在鞋的内侧，方便用脚指或脚后跟按动操作，带有键盘的鞋帮花色样式繁多，包括靴子带有太阳能光电池和显示屏与集成电路芯片的微电子装置鞋帮，有多少组合就有多少种式样和功能的电子装置鞋。

8、根据权利要求2一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的洗浴巾、浴被、浴床，其特征在于：洗浴床面是由渗水量适当的布料(39)与有隔水层(44)的承重布料(43)直接成布袋组成有充水空间(40)由配水通道(42)经过进水孔(41)向每一个布袋分配水量，保温材料(46)和面料(47)组成保温层，热水器(56)向配水通道(42)供水，床屉(50)与床架(58)通过轴活动连接，轴上有一安全护板(51)通过滑轮(53)和绳索(52)在气动缸(54)竖立床屉(50)时移动到床屉成90度角的位置，床枕(48)通过连杆和床屉通过轴活动连接在一起，由弹簧力使床枕夹持双脚侧挂或利用床枕牵引颈椎，床架(58)有车轮通过方向盘(57)控制方向行走，浴被和洗浴巾的结构与床面相同，洗浴巾制作成手套样式更便于使用。

9、根据权利要求2一种渐弯铸钢(坯)设备连铸工艺和布袋层用途所述的电子装置鞋和厚底电子装置鞋，其特征在于：鞋跟上部和下部设计为按键指尖Z1和Z2的形状，用于操纵常用键C1和C2与键盘JP，活动指尖C3主要操纵键盘，鞋底空间KJ是受结构保护的空间适合安装精密的机械装置和集成电路芯片，鞋面GD区域最易接受阳光和便于观看，是最适合安装太阳能电池和显示屏的地方；厚底电子装置鞋与电子装置鞋不同的是脚指的位置有支撑杆(32)连接鞋底和鞋掌(37)，支撑杆和鞋底的连接处可有压电陶瓷TC产生微弱电流供微电子装置用电。

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