專利名稱：水平連鑄機(jī)中間包三相電弧加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金行業(yè)連鑄設(shè)備，特別是一種水平連鑄機(jī)的中間包三相電弧加熱裝置。
隨著連續(xù)鑄鋼技術(shù)的發(fā)展，水平連鑄很有前途?，F(xiàn)有的水平連鑄，鋼水從鋼包注入中間包開(kāi)始連鑄，直到鑄完，沒(méi)有加熱裝置。鋼水溫度高達(dá)1500-1600℃，一包30t的鋼水連鑄(二流)需要70-80分鐘，由于要彌補(bǔ)鋼包和中間包的散熱損失，必須較多地提高鋼水的初始溫度才能連鑄完畢，這樣就帶來(lái)了不良后果其一、煉鋼電爐出鋼溫度要高，冶煉時(shí)間長(zhǎng)，爐襯壽命短，使鋼水生產(chǎn)成本高；其二、連鑄起末溫度差別過(guò)大，鑄坯內(nèi)部結(jié)晶質(zhì)量不好；其三、鋼水在中間包內(nèi)較長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)，合金成份容易產(chǎn)生偏析；其四、即使鋼水溫度夠高，生產(chǎn)小斷面鑄坯時(shí)經(jīng)常發(fā)生“凍水口”故障，使連鑄失??；其五、連鑄因故中止時(shí)，為了保護(hù)中間包不損壞，必須將中間包內(nèi)的鋼水迅速倒入渣盆，浪費(fèi)很大。總之，由于中間包鋼水降溫的問(wèn)題，水平連鑄的推廣遇到了嚴(yán)重障礙。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種水平連鑄機(jī)的中間包三相電弧加熱裝置，使連鑄過(guò)程中的中間包的熱量損失得到補(bǔ)充，進(jìn)一步發(fā)揮水平連鑄的優(yōu)勢(shì)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它的中間包21下部由液壓系統(tǒng)油缸18夾持，頂蓋19上開(kāi)有三個(gè)電極孔，包體底部設(shè)有吹氬孔，包體出口設(shè)有滑動(dòng)水口22；包體外設(shè)有旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)，端部設(shè)有加熱電極15。
上述所說(shuō)的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)，其平臺(tái)5下方設(shè)有小貫量電機(jī)1、減速機(jī)2、齒圈4；齒圈4與平臺(tái)5緊固相連，平臺(tái)5上方設(shè)有交流小貫量電機(jī)6、減速機(jī)9，鋼繩12繞過(guò)減速機(jī)9、滑輪組11，連接配重錘10和電極小車及支臂13；電極小車及支臂13端部設(shè)有電極卡頭14和電極15，電極小車及支臂13可在立柱3上移動(dòng)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制作，運(yùn)行可靠性高，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。由于有加熱措施，電爐出鋼溫度可以降低30-40℃(例如，鋼號(hào)20Mnsi可以由1650-1660℃降到1610-1620℃)，節(jié)約了冶煉電耗20-30KWh/t，爐襯壽命提高10-15％；由于有加熱攪拌措施，連鑄坯質(zhì)量提高，鋼水成坯率也提高；由于有加熱措施，過(guò)去屢遭失敗的多鋼水連鑄、小斷面鋼坯的生產(chǎn)得到順利實(shí)現(xiàn)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是具有中間包三相電弧加熱裝置的水平連鑄機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意及流程圖。中間包21內(nèi)的鋼水通過(guò)滑動(dòng)水口22和結(jié)晶器23形成帶液芯的坯殼，在前輥道27上移動(dòng)，鑄坯的拉動(dòng)靠拉坯機(jī)28，經(jīng)過(guò)最后一架拉坯機(jī)后，由同步剪床或火焰切割器24切斷成定尺鑄坯29，然后由后輥道30輸送到冷床。
圖2是
圖1中中間包21的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2中間包包體21的俯視圖。
圖4是電極升降自動(dòng)調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)圖。
圖5是圖4中電機(jī)6的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖。
圖6是三相加熱電源的原理圖。
本實(shí)用新型由以下部分組成三相加熱電源系統(tǒng)(一)、電極自動(dòng)升降系統(tǒng)(二)、立柱旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(三)、中間包夾緊系統(tǒng)(四)、中間包底吹氬系統(tǒng)(五)。
所述的三相加熱電源系統(tǒng)(一)如圖6和圖4所示，6-10KV母線45的高壓電源經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)46和真空開(kāi)關(guān)47向電爐變壓器48供電，恰當(dāng)數(shù)值的低壓電源經(jīng)過(guò)銅排49、軟電纜38、導(dǎo)電銅管50、電極卡頭14到石墨電極15，三根彼此絕緣排列成正三角形的電極插入中間包內(nèi)，電極與鋼水之間產(chǎn)生弧光，中間包得到了補(bǔ)充熱源。
本實(shí)用新型的電極直徑D1、電極分布圓直徑D2、中間包內(nèi)徑D3與加熱電壓數(shù)值的合理配套，才使中間包三相電弧加熱技術(shù)具有實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)中間包容量的大小，電極直徑D1取Φ150mm或200mm；電極分布圓直徑D2取Φ350-Φ400mm；中間包內(nèi)徑D3取Φ1200mm-Φ1600mm。加熱電壓取80-120V(線電壓)，中間包鋼渣32的厚度L2保持在30-40mm，容量小的中間包取下限，容量大的中間包則取上限。中間包蓋19是作保溫用，打結(jié)成拱形，中間包包襯引用鈣鎂磚。
所述的電極自動(dòng)升降系統(tǒng)(二)如圖4和
圖1所示，加熱功率的大小由電流互感器37檢測(cè)并經(jīng)過(guò)電弧電流處理器39處理后送入比較器41，加熱電壓的高低經(jīng)過(guò)電弧電壓處理后送入比較器41，當(dāng)實(shí)際加熱功率與操作者給定的加熱功率相近時(shí)，比較器41無(wú)輸出，變頻器42也無(wú)輸出，電動(dòng)機(jī)6不帶電，齒輪7、減速機(jī)9、卷筒8、鋼絲繩12、電極小車13都處于靜止?fàn)顟B(tài)，本裝置維持給定的功率繼續(xù)加熱。當(dāng)實(shí)際加熱功率偏離給定加熱功率，如果偏大，電極小車13含沿升降軌道16提升，以減少功率；如果偏小，電極小車13會(huì)沿軌道16下降，以加大功率。電極小車13移動(dòng)的快慢根據(jù)偏差的大小由變頻器無(wú)極調(diào)速。配重錘10通過(guò)鋼繩12和滑輪組11與電極小車13連接，其總質(zhì)量平衡，以實(shí)現(xiàn)電極升降快速跟蹤上連鑄過(guò)程中鋼水液面的不斷變化，保證電極不上下串動(dòng)，不接觸鋼水(如果接觸鋼水會(huì)增碳，破壞鑄坯質(zhì)量)。
本實(shí)用新型的電極升降最關(guān)鍵的部件--電機(jī)6(也包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)1)為特制的交流小貫量電機(jī)，如圖5所示，它的定子繞組43與普通鼠籠電機(jī)相似，而轉(zhuǎn)子44為空心鋼質(zhì)，材質(zhì)10#-45#鋼，壁厚10-12mm，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量GD2非常小，起動(dòng)力矩大，起動(dòng)電流僅為鼠籠電機(jī)的35-40％，起動(dòng)發(fā)熱僅為1/6-1/8，能滿足快速跟蹤的要求，例如每秒鐘動(dòng)作2-3次，每次電極移動(dòng)1-2mm。該電機(jī)無(wú)風(fēng)葉，全封閉結(jié)構(gòu)，僅靠機(jī)殼散熱，是在電弧爐粉塵大、溫度高、環(huán)境惡劣的條件下運(yùn)行最理想的電機(jī)。
所述的立柱旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(三)是為中間包(或鋼包)在幾個(gè)位置都能加熱而設(shè)置。本實(shí)用新型能旋轉(zhuǎn)三根電極，在120°角度以內(nèi)的多個(gè)位置加熱。如
圖1所示，三根電極15伸出立柱3中心線2500mm-3000mm，有足夠長(zhǎng)的支臂，當(dāng)需要改變加熱位置時(shí)，見(jiàn)
圖1和圖4，在操作臺(tái)上用開(kāi)關(guān)將變頻器42的輸出轉(zhuǎn)接到電動(dòng)機(jī)1上，通過(guò)減速機(jī)2使齒圈4在立柱3上轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈4與支撐電極自動(dòng)升降系統(tǒng)的平臺(tái)5是連在一起的，于是，整個(gè)電極升降系統(tǒng)就轉(zhuǎn)動(dòng)到新的位置。為了使旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)和定位準(zhǔn)確，電動(dòng)機(jī)1也采用變頻無(wú)極調(diào)速。本實(shí)用新型的這個(gè)特征完全滿足了水平連鑄的以下操作工藝第一，能加熱盛有鋼水的鋼包，等待第二爐鋼能銜接得上來(lái)才將鋼包內(nèi)的鋼水注入中間包連鑄；第二，加熱正在連鑄的中間包；第三、在向中間包補(bǔ)充鋼水前，本裝置必須旋轉(zhuǎn)離開(kāi)；第四、當(dāng)發(fā)生連鑄意外中止要吊運(yùn)中間包時(shí)，本裝置能迅速旋開(kāi)。
所述的的中間包平緊系統(tǒng)(四)是為中間包快速吊運(yùn)而設(shè)置的。水平連鑄中間包在小車上是用若干個(gè)螺栓固定，不能迅速拆卸。本實(shí)用新型中間包用油缸18夾緊固定(見(jiàn)
圖1)，油缸的夾緊與松開(kāi)是受液壓站的電磁換向閥控制；連鑄之前，中間包21吊到小車25的相應(yīng)位置，左向方向由小車的定位檔塊定位，拉坯軸線方向由油缸18定位，中間包夾緊以后，開(kāi)動(dòng)小車移動(dòng)油缸17，小車25在鋼軌26上往結(jié)晶器23方向移動(dòng)，當(dāng)中間包21、滑動(dòng)水口22和結(jié)晶器23都貼緊以后，降低油缸17的壓力，以不會(huì)漏鋼水為限，此時(shí)準(zhǔn)備工作完畢，即可向中間包注入鋼水，開(kāi)始連鑄。當(dāng)發(fā)生連鑄意外中止時(shí)，首先關(guān)閉滑動(dòng)水口22(電磁閥一油缸操動(dòng))，然后松開(kāi)油缸18，旋轉(zhuǎn)加熱裝置，吊車的龍門鉤即可鉤住中間包耳軸20吊運(yùn)出去。
本實(shí)用新型在連鑄中間包底設(shè)置適用的吹氬氣裝置。如圖2所示，氬氣通過(guò)吹氬管34和透氣磚35進(jìn)入充滿鋼水的水口座磚通道，通道直徑Φ60mm左右，以0.2-0.3Mpa的壓力吹氣，鋼水33獲得適度攪拌，上部經(jīng)過(guò)電弧加熱溫度較高的鋼水與下部鋼水實(shí)現(xiàn)對(duì)流，從而達(dá)到溫度均勻、合金成份均勻的目的。同時(shí)，水口座磚通道內(nèi)的鋼水也不會(huì)凝固。假如連鑄因?yàn)槔鳈C(jī)、結(jié)晶器、冷卻水供應(yīng)等環(huán)節(jié)故障而中止，那么，及時(shí)吊運(yùn)中間包到鑄錠區(qū)或者返回電爐，打開(kāi)滑動(dòng)水口36，完全可以將中間包內(nèi)的鋼水鑄錠或回爐，不存在鋼水溫度不夠被迫倒掉的問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種水平連鑄機(jī)中間包三相電弧加熱裝置，其特征在于中間包(21)的下部由液壓系統(tǒng)油缸(18)夾持，頂蓋(19)上開(kāi)有三個(gè)電極孔，包體底部設(shè)有吹氬孔，包體出口設(shè)有滑動(dòng)水口(22)；包體外設(shè)有旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)，端部設(shè)有加熱電極(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄機(jī)中間包三相電弧加熱裝置，其特征在于上述所說(shuō)的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)，其平臺(tái)(5)下方設(shè)有小貫量電機(jī)(1)、減速機(jī)(2)、齒圈(4)；齒圈(4)與平臺(tái)(5)緊固相連，平臺(tái)(5)上方設(shè)有交流小貫量電機(jī)(6)、減速機(jī)(9)，鋼繩(12)繞過(guò)減速機(jī)(9)、滑輪組(11)，連接配重錘(10)和電極小車及支臂(13)；電極小車及支臂(13)端部設(shè)有電極卡頭(14)和電極(15)，電極小車及支臂(13)可在立柱(3)上移動(dòng)。
專利摘要一種水平連鑄機(jī)中間包三相電弧加熱裝置,主要是使連鑄過(guò)程中中間包的熱量損失得到補(bǔ)充,進(jìn)一步發(fā)揮水平連鑄的優(yōu)勢(shì)。它的中間包的下部由液壓系統(tǒng)油缸夾持,頂蓋上開(kāi)有三個(gè)電極孔,包體底部設(shè)有吹氬孔,包體出口設(shè)有滑動(dòng)水口;包體外設(shè)有旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu),端部設(shè)有加熱電極。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能耗低,使其產(chǎn)品質(zhì)量較好。
文檔編號(hào)B22D11/10GK2492327SQ0124982
公開(kāi)日2002年5月22日 申請(qǐng)日期2001年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者雷森田, 莊斌星 申請(qǐng)人:雷森田