阅读说明：本技术 立式空心圆坯连铸机及出坯方法 (Vertical hollow round billet continuous casting machine and billet discharging method ) 是由 曹学欠 陈卫强 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种立式空心圆坯连铸机及出坯方法,立式空心圆坯连铸机包括：结晶器；夹送辊,设置在结晶器的下游方向,夹送辊能够与空心圆坯引锭杆配合以夹持空心圆坯引锭杆移动；铸坯夹持升降装置,设置在夹送辊的下游方向,铸坯夹持升降装置能够夹持空心圆坯引锭杆沿竖直方向移动；引锭杆卷扬组件,设置在铸坯夹持升降装置的一侧,引锭杆卷扬组件具有存放位,引锭杆卷扬组件能够驱动空心圆坯引锭杆在存放位与铸坯夹持升降装置的下端之间移动。本发明的有益效果是,能够达到便于空心圆坯引锭杆送入和取回的目的。(The invention provides a vertical hollow round billet continuous casting machine and a billet ejection method, wherein the vertical hollow round billet continuous casting machine comprises: a crystallizer; the pinch roll is arranged at the downstream direction of the crystallizer and can be matched with the hollow round billet dummy bar to clamp the hollow round billet dummy bar to move; the casting blank clamping and lifting device is arranged in the downstream direction of the pinch roll and can clamp the hollow round blank dummy bar to move in the vertical direction; the dummy bar hoisting assembly is arranged on one side of the casting blank clamping and lifting device and is provided with a storage position, and the dummy bar hoisting assembly can drive the hollow round blank dummy bar to move between the storage position and the lower end of the casting blank clamping and lifting device. The invention has the beneficial effect that the purpose of bringing in and taking back the hollow round billet dummy bar conveniently can be achieved.)

立式空心圆坯连铸机及出坯方法

技术领域

本发明涉及钢铁生产中的连铸技术领域，具体涉及一种立式空心圆坯连铸机及出坯方法。

背景技术

随着钢铁工业的发展，钢铁企业对节能降耗越来越重视，近终型连铸技术可以节约能源、降低后道工序投资和生产成本，其中空心圆坯连铸技术就是其中之一。目前，无缝钢管生产厂家，主要采用实心圆坯→穿孔→斜轧荒管→连轧管→减、定径的方法生产无缝钢管，若将坯料做成空心圆坯，则可以省去穿孔工序，降低穿管设备投资和生产成本，对于钢铁企业具有很大的经济效益。

目前研究用直接连续铸造工艺生产空心圆坯和钢管的企业很多，但还没有投入工业化生产的报道。由于空心圆坯形状特殊且采用垂直方式进行生产，引锭杆的送入和取出需要有合理的工艺流程，即能够方便引锭杆的送入取出，又存放简单，还可以方便引锭杆头的更换检修。

发明内容

本发明提供了一种立式空心圆坯连铸机及出坯方法，以达到方便引锭杆的送入取出的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种立式空心圆坯连铸机，包括：结晶器；夹送辊，设置在结晶器的下游方向，夹送辊能够与空心圆坯引锭杆配合以夹持空心圆坯引锭杆移动；铸坯夹持升降装置，设置在夹送辊的下游方向，铸坯夹持升降装置能够夹持空心圆坯引锭杆沿竖直方向移动；引锭杆卷扬组件，设置在铸坯夹持升降装置的一侧，引锭杆卷扬组件具有存放位，引锭杆卷扬组件能够驱动空心圆坯引锭杆在存放位与铸坯夹持升降装置的下端之间移动。

进一步地，立式空心圆坯连铸机包括外结晶器和内结晶器，外结晶器具有容纳空腔，内结晶器呈圆柱状结构，内结晶器套设在外结晶器内，内结晶器能够相对于外结晶器转动，且内结晶器的侧壁上端设置有用于通入菜籽油以起到传热和润滑作用的润滑油孔。

进一步地，沿钢水流经内结晶器的方向，内结晶器的外径逐渐减小。

进一步地，立式空心圆坯连铸机还包括中间罐，设置在结晶器上游位置，中间罐通过浸入式水口与结晶器连接。

进一步地，浸入式水口至少为两个，且至少两个浸入式水口对称设置在结晶器的两相对侧。

进一步地，立式空心圆坯连铸机还包括：外管二冷喷淋冷却系统，设置在外结晶器的下游位置，外管二冷喷淋冷却系统能够对铸坯的外表面进行冷却，夹送辊设置在外管二冷喷淋冷却系统的下游方向；内管冷却系统，设置在内结晶器的下游位置，内管冷却系统能够对铸坯的内表面进行冷却。

进一步地，立式空心圆坯连铸机还包括：立式火切割机，设置在夹送辊的下游方向，立式火切割机能够切割铸坯；挡水及切割渣收集装置，设置在立式火切割机的下方，且挡水及切割渣收集装置与水平面之间倾斜设置；切割渣料箱，设置在挡水及切割渣收集装置的下方并用于承接冷却水和料渣，切割渣料箱底部设置有排水孔。

进一步地，立式空心圆坯连铸机还包括蒸汽和切割烟气收集装置，设置在夹送辊的下游方向并位于立式火切割机的相对侧。

本发明还提供了一种立式空心圆坯连铸机出坯方法，采用上述的立式空心圆坯连铸机进行生产操作，立式空心圆坯连铸机出坯方法包括以下步骤：步骤10、通过引锭杆卷扬组件将空心圆坯引锭杆由存放位运送至铸坯夹持升降装置的下端；步骤20、将空心圆坯引锭杆通过铸坯夹持升降装置和夹送辊运送至结晶器处；步骤30、在结晶器处生产铸坯，将空心圆坯引锭杆与铸坯通过夹送辊运送至铸坯夹持升降装置处；步骤40、分离空心圆坯引锭杆与铸坯，通过引锭杆卷扬组件将空心圆坯引锭杆运送至存放位。

进一步地，立式空心圆坯连铸机出坯方法还包括步骤50：将空心圆坯引锭杆的引锭杆身与引锭杆头分离，将引锭杆头在生产线外进行清理并将处理后的引锭杆头安装至引锭杆身。

本发明的有益效果是，生产操作开始时，通过引锭杆卷扬组件可以将空心圆坯引锭杆由存放位运送至铸坯夹持升降装置的下端处，然后再依次通过铸坯夹持升降装置和夹送辊将空心圆坯引锭杆运送至结晶器处，当空心圆坯引锭杆与铸坯分离时，通过引锭杆卷扬组件可以将分离后的空心圆坯引锭杆运回存放位，达到便于空心圆坯引锭杆送入和取回的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的引锭杆位于存放位的示意图；

图2是本发明实施例的运送引锭杆时的示意图；

图3是本发明实施例的引锭杆在最低位示意图

图4是本发明实施例的引锭杆由夹送辊运送至结晶器时的示意图；

图5是本发明实施例引锭杆在浇注位示意图；

图6是本发明实施例引锭杆在坯头切割位示意图；

图7是本发明实施例正常生产示意图。

图中附图标记：1、中间罐；2、浸入式水口；3、结晶器；4、结晶器振动装置；5、内管冷却系统；6、外管二冷喷淋冷却系统；8、夹送辊；9、立式火切割机；10、蒸汽和切割烟气收集装置；11、挡水及切割渣收集装置；12、切割渣料箱；13、铸坯夹持升降装置；14、出坯斜拉小车；15、空心圆坯引锭杆；16、引锭杆卷扬组件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种立式空心圆坯连铸机，包括结晶器3、夹送辊8、铸坯夹持升降装置13和铸坯夹持升降装置13。夹送辊8设置在结晶器3的下游方向，夹送辊8能够与空心圆坯引锭杆15(引锭杆)配合以夹持空心圆坯引锭杆15移动。铸坯夹持升降装置13设置在夹送辊8的下游方向，铸坯夹持升降装置13能够夹持空心圆坯引锭杆15沿竖直方向移动。引锭杆卷扬组件16设置在铸坯夹持升降装置13的一侧，引锭杆卷扬组件16具有存放位，引锭杆卷扬组件16能够驱动空心圆坯引锭杆15在存放位与铸坯夹持升降装置13的下端之间移动。

生产操作开始时，通过引锭杆卷扬组件16可以将空心圆坯引锭杆15由存放位运送至铸坯夹持升降装置13的下端处，然后再依次通过铸坯夹持升降装置13和夹送辊8将空心圆坯引锭杆15运送至结晶器3处，当空心圆坯引锭杆15与铸坯分离时，通过引锭杆卷扬组件16可以将分离后的空心圆坯引锭杆15运回存放位，达到便于空心圆坯引锭杆15送入和取回的目的。

本发明实施例中的立式空心圆坯连铸机包括外结晶器和内结晶器，外结晶器具有容纳空腔，内结晶器呈圆柱状结构，内结晶器套设在外结晶器内，内结晶器能够相对于外结晶器转动，且内结晶器的侧壁上端设置有用于通入菜籽油以起到传热和润滑作用的润滑油孔。

通过内结晶器上的润滑油孔注入菜籽油，可以使菜籽油在热坯作用下碳化，填充坯壳与内结晶器间的气隙，起到传热和润滑作用，同时内结晶器有旋转功能，与菜籽油形成的碳层结合十分利于脱模和冷却，从而可以有效防止空心铸坯抱死内结晶器。

沿钢水流经内结晶器的方向，内结晶器的外径逐渐减小。具体地，内结晶器的长度为700mm～900mm，内结晶器的锥度为0.5％/m～0.8％/m。将内结晶器设置成倒锥度结构，可以便于铸坯脱模，使铸坯不易抱死内结晶器。

需要说明的是，立式空心圆坯连铸机还包括中间罐1，设置在结晶器3上游位置，中间罐1通过浸入式水口2与结晶器3连接。优选地，浸入式水口2至少为两个，且至少两个浸入式水口2对称设置在结晶器3的两相对侧。

钢水经过大包流入中间罐1内，再通过浸入式水口2进入结晶器3内，浸入式水口2有两个，分别分布在结晶器3的左右两侧，浸入式水口2开孔为单侧开孔，钢水从两个浸入式水口2出来后形成逆时针环流，通过环流运动，能够使钢水中的夹渣及气泡上浮，同时使钢水温度均匀，减少连铸坯表面夹渣、气孔、微裂纹，提高连铸坯的质量，起到类似结晶器电磁搅拌的作用，但是不需要用电。

立式空心圆坯连铸机还包括结晶器振动装置4，设置在结晶器3的外部并能够振荡结晶器3。结晶器振动装置4能够使结晶器3按给定的振幅、频率和波形偏斜特性沿连铸机半径作仿弧运动，使脱模更为容易。

进一步地，立式空心圆坯连铸机还包括外管二冷喷淋冷却系统6和内管冷却系统5。外管二冷喷淋冷却系统6设置在外结晶器3的下游位置，外管二冷喷淋冷却系统6能够对铸坯的外表面进行冷却，夹送辊8设置在外管二冷喷淋冷却系统6的下游方向。内管冷却系统5设置在内结晶器3的下游位置，内管冷却系统5能够对铸坯的内表面进行冷却。

刚凝固的铸坯出外结晶器后在外管铸坯处设置有外管二冷喷淋冷却系统6，该外管二冷喷淋冷却系统6跟常规圆坯的冷却配置一致，采用气雾冷却。刚凝固的铸坯出内结晶器后在内管铸坯处设有内管冷却系统5冷却铸坯内管，防止铸坯回温过高，造成漏钢。内管冷却系统5的冷却介质采用高温水蒸气进行冷却，不采用水进行冷却，防止漏钢后钢水与水接触发生***。

优选地，立式空心圆坯连铸机还包括立式火切割机9、挡水及切割渣收集装置11和切割渣料箱12。立式火切割机9设置在夹送辊8的下游方向，立式火切割机9能够切割铸坯。上述铸坯到达设定长度后，可以通过立式火切割机9进行切割，使铸坯被分割成设定长度的铸坯段。挡水及切割渣收集装置11设置在立式火切割机9的下方，且挡水及切割渣收集装置11与水平面之间倾斜设置。切割渣料箱12设置在挡水及切割渣收集装置11的下方并用于承接冷却水和料渣，切割渣料箱12底部设置有排水孔。

立式火切割机9的割枪下方设有挡水及切割渣收集装置11，切割渣和二冷水通过挡水及切割渣收集装置11进入切割渣料箱12，切割渣料箱12的底部设有排水孔，排水汇集起来通过潜水泵排出去。

立式空心圆坯连铸机还包括蒸汽和切割烟气收集装置10，设置在夹送辊8的下游方向并位于立式火切割机9的相对侧。蒸汽和切割烟气收集装置10用于收集内管冷却系统5喷出的蒸汽和立式火切割机9切割铸坯产生的烟气。

本发明实施例还包括出坯斜拉小车14，设置在铸坯夹持升降装置13的一侧并位于引锭杆卷扬组件16的下方。在立式火切割机9切割断铸坯后，将铸坯向下运输，运至出坯斜拉小车14上，由出坯斜拉小车14将铸坯运至水平位置，再通过运输辊道或者天车将铸坯下线，实现铸坯的生产。

需要说明的是，上述引锭杆卷扬组件16设置在出坯斜拉小车14的上方，二者互不干涉，且出坯斜拉小车14的轨道与引锭杆卷扬组件16的轨道的大部分相互平行，从而达到引锭杆卷扬组件16不与出坯系统干扰，又要尽量共用空间的目的。

本发明还提供了一种立式空心圆坯连铸机出坯方法，采用上述的立式空心圆坯连铸机进行生产操作，立式空心圆坯连铸机出坯方法包括以下步骤：

步骤10、通过引锭杆卷扬组件16将空心圆坯引锭杆15由存放位运送至铸坯夹持升降装置13的下端；

步骤20、将空心圆坯引锭杆15通过铸坯夹持升降装置13和夹送辊8运送至结晶器3处；

步骤30、在结晶器3处生产铸坯，将空心圆坯引锭杆15与铸坯通过夹送辊8运送至铸坯夹持升降装置13处；

步骤40、分离空心圆坯引锭杆15与铸坯，通过引锭杆卷扬组件16将空心圆坯引锭杆15运送至存放位。

步骤50、将空心圆坯引锭杆15的引锭杆身与引锭杆头分离，将引锭杆头在生产线外进行清理并将处理后的引锭杆头安装至引锭杆身。

具体步骤将参照图1至图7进行详细说明：

如图1所示，空心圆坯引锭杆15在存放位，铸坯夹持升降装置13在最低位。立式空心圆坯连铸机的生产从送引锭开始，由引锭杆卷扬组件16将空心圆坯引锭杆15由存放位向下送至连铸机基坑底部。

在图2所示位置时，引锭杆卷扬组件16的引锭杆小车沿着轨道下滑至最低位，由于导轮与导轨的导向可以保证空心圆坯引锭杆15在最低位时保持垂直状态。

在图3所示位置时，空心圆坯引锭杆15进入最低位后，铸坯夹持升降装置13的夹持装置夹持住空心圆坯引锭杆15，引锭杆卷扬组件16的引锭杆小车松开空心圆坯引锭杆15。

如图4所示，铸坯夹持升降装置13夹持空心圆坯引锭杆15向上行走，当空心圆坯引锭杆15的杆身进入倒数第二架夹送辊8后，铸坯夹持升降装置13停止运行，倒数第一和倒数第二架的夹送辊8压下，夹持住空心圆坯引锭杆15，之后铸坯夹持升降装置13的夹持装置松开空心圆坯引锭杆15。启动夹送辊8，将空心圆坯引锭杆15向上送，当空心圆坯引锭杆15的头部通过第三架夹送辊后，第三架夹送辊压下，后面几架夹送辊也是如此。当最后一架夹送辊距离空心圆坯引锭杆15的尾部～500mm最后一架夹送辊抬起、松开，其它夹送辊距离空心圆坯引锭杆15的尾部～500mm时也是如此动作，当引锭头进入结晶器3底部～100mm时，夹送辊8停止运行，此刻空心圆坯引锭杆15进入浇注位，如附图5所示。

待工人封好引锭后，准备开浇。钢水从大包流入中间罐1内，再通过浸入式水口2进入结晶器3内，钢水在内外结晶器的冷却下形成空心铸坯。当结晶器3的液面达到一定高度后，启动夹送辊8，其夹持空心圆坯引锭杆15向下运行，空心圆坯引锭杆15牵引着铸坯一起向下运动。刚凝固的铸坯出外结晶器后，外管铸坯有外管二冷喷淋冷却系统6，刚凝固的铸坯出内结晶器后，内管铸坯有内管冷却系统5冷却铸坯内管，防止铸坯回温过高，造成漏钢。

当空心圆坯引锭杆15运行至铸坯夹持升降装置13中后，其铸坯夹持升降装置13夹持住空心圆坯引锭杆15。铸坯夹持升降装置13跟着铸坯随动。当空心圆坯引锭杆15的头部通过立式火切割机9后，立式火切割机9启动，将铸坯的头部切割断，如附图6所示。

立式火切割机9切割断后铸坯夹持升降装置13启动，快速向下运行，将空心圆坯引锭杆15和坯头运送至最低位。引锭杆卷扬组件16的引锭杆小车夹持住空心圆坯引锭杆15，铸坯夹持升降装置13松开空心圆坯引锭杆15。引锭杆卷扬组件16启动，向上运行，将空心圆坯引锭杆15和坯头一起运输到引锭杆存放位，如附图7所示。

通过空心圆坯引锭杆15上面的车间天车或者专用电葫芦，将空心圆坯引锭杆15的头部与空心圆坯引锭杆15的杆身拆开，将空心圆坯引锭杆15的头部和坯头一起吊运离，在线外处理完后再将空心圆坯引锭杆15的头部安装回空心圆坯引锭杆15的杆身上。该过程与生产互不干涉，不占用生产准备时间。

铸坯夹持升降装置13在立式火切割机9切割前夹持住铸坯，与铸坯随动，在立式火切割机9切割断铸坯后，将铸坯向下运输，运至出坯斜拉小车14上，铸坯夹持升降装置13松开铸坯，出坯斜拉小车14夹持铸坯，由出坯斜拉小车14将铸坯运至水平位置，到达水平位后，松开夹持再通过运输辊道或者天车将铸坯下线，从而实现了空心圆坯的生产。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：生产操作开始时，通过引锭杆卷扬组件可以将空心圆坯引锭杆由存放位运送至铸坯夹持升降装置的下端处，然后再依次通过铸坯夹持升降装置和夹送辊将空心圆坯引锭杆运送至结晶器处，当空心圆坯引锭杆与铸坯分离时，通过引锭杆卷扬组件可以将分离后的空心圆坯引锭杆运回存放位，达到便于空心圆坯引锭杆送入和取回的目的。

实现了空心圆坯的生产，能够有效避免铸坯对内结晶器铜管的抱死，同时通过双水口单侧开孔实现铸坯在结晶器内的旋转提高铸坯质量并节约能源。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。