本實(shí)用新型涉及軋制設(shè)備領(lǐng)域，具體的是一種管材結(jié)晶器，還是一種含有該管材結(jié)晶器的連鑄連軋管生產(chǎn)線。

背景技術(shù)：

目前無縫鋼管生產(chǎn)，一般采用連鑄圓坯，軋制時(shí)該圓坯需要經(jīng)過加熱、穿孔、軋制、減/定徑、冷卻等主要工序，得到成品管材。從連鑄生產(chǎn)線出來的圓坯經(jīng)過冷卻至常溫后，再加熱至穿孔溫度，中間是極大的能量浪費(fèi)、消耗。不僅能源嚴(yán)重耗費(fèi)，而且惡化環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有無縫鋼管生產(chǎn)方法能源浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，本實(shí)用新型提供了一種管材結(jié)晶器和連鑄連軋管生產(chǎn)線，該管材結(jié)晶器和連鑄連軋管生產(chǎn)線擯棄了能源無端消耗的管坯冷卻再加熱的中間環(huán)節(jié)，將連鑄和軋管直接緊密銜接，提出連鑄、軋管、定徑的短流程工藝，經(jīng)濟(jì)高效，節(jié)能環(huán)保。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種管材結(jié)晶器，含有外部組件和內(nèi)部組件，外部組件套設(shè)于內(nèi)部組件外，外部組件和內(nèi)部組件之間形成下端開放的環(huán)形空腔，外部組件含有上下對應(yīng)連接的敞口熱頂和下筒體，敞口熱頂呈漏斗形，敞口熱頂和下筒體的連接處設(shè)有石墨環(huán)，石墨環(huán)位于外部組件的內(nèi)表面，敞口熱頂外設(shè)有金屬屏蔽罩，外部組件外設(shè)有感應(yīng)線圈。

該管材結(jié)晶器的上部含有用于向該環(huán)形空腔內(nèi)注入金屬熔液的浸入式澆口，外部組件的外表面設(shè)有多個(gè)縫隙，多個(gè)縫隙沿外部組件的外表面間隔均布，縫隙沿外部組件的徑向開設(shè)。

內(nèi)部組件含有芯棒和冷卻水管，冷卻水管套設(shè)于該芯棒內(nèi)，該芯棒和冷卻水管之間形成環(huán)狀的回水腔，冷卻水管的內(nèi)部為進(jìn)水腔，內(nèi)部組件通過該管材結(jié)晶器上方的支架固定于外部組件內(nèi)；該芯棒的外表面含有增粗段，增粗段的直徑比該芯棒的直徑大5mm～10mm，增粗段的上端位于金屬熔液的液面和外部組件的上端之間，增粗段的下端位于石墨環(huán)的下端和外部組件的下端之間。

一種連鑄連軋管生產(chǎn)線，包括從上向下依次設(shè)置的中間包、結(jié)晶器、軋管機(jī)，該結(jié)晶器為上述的管材結(jié)晶器。

軋管機(jī)含有軋輥、空心套管、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；空心套管套設(shè)于內(nèi)部組件的下端外；該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)大盤、第一傳動(dòng)組件和第一驅(qū)動(dòng)部件，筒狀的回轉(zhuǎn)大盤套設(shè)于直立的空心套管外，該第一驅(qū)動(dòng)部件能夠通過該第一傳動(dòng)組件使回轉(zhuǎn)大盤繞空心套管旋轉(zhuǎn)，軋輥與回轉(zhuǎn)大盤插接固定，軋輥的軸線相對于空心套管的軸線傾斜；該自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第二傳動(dòng)組件和第二驅(qū)動(dòng)部件，該第二驅(qū)動(dòng)部件能夠通過該第二傳動(dòng)組件使軋輥?zhàn)赞D(zhuǎn)，該第二傳動(dòng)組件含有太陽輪和多個(gè)行星軸，太陽輪套設(shè)于空心套管外，該多個(gè)行星軸均勻的分布于太陽輪的周圍，該行星軸的中心線與太陽輪的中心線平行，該行星軸外依次固定有行星輪和自轉(zhuǎn)錐齒輪，太陽輪與每個(gè)該行星軸外的行星輪嚙合，該行星軸設(shè)置于回轉(zhuǎn)大盤內(nèi)，該行星軸與軋輥一一對應(yīng)，軋輥外固定有與該自轉(zhuǎn)錐齒輪嚙合的軋輥錐齒輪。

該第一驅(qū)動(dòng)部件含有主傳動(dòng)電機(jī)，該第一傳動(dòng)組件含有相互嚙合的主傳錐齒輪和公轉(zhuǎn)大錐齒輪，主傳錐齒輪與主傳動(dòng)電機(jī)連接固定，傳動(dòng)公轉(zhuǎn)大錐齒輪與回轉(zhuǎn)大盤連接固定；該第二驅(qū)動(dòng)部件含有疊加傳動(dòng)電機(jī)，該第二傳動(dòng)組件含有相互嚙合的疊傳錐齒輪和自轉(zhuǎn)大錐齒輪，疊傳錐齒輪與疊加傳動(dòng)電機(jī)連接固定，自轉(zhuǎn)大錐齒輪與太陽輪連接固定，自轉(zhuǎn)大錐齒輪的中心線與太陽輪的中心線重合，主傳動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸與疊加傳動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸平行。

軋管機(jī)含有三個(gè)沿空心套管的周向均勻分布的軋輥，軋輥的下端設(shè)有圓錐臺(tái)形的軋制部，軋輥的軸線偏離空心套管的軸線。

該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括設(shè)置于中間包上方的鋼包，結(jié)晶器和軋管機(jī)之間設(shè)有牽引夾送輥，該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括依次設(shè)置于軋管機(jī)下方的彎弧輥列、熱飛鋸、定徑機(jī)組和冷床。

該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括設(shè)置于中間包上方的鋼包，結(jié)晶器和軋管機(jī)之間設(shè)有牽引夾送輥，該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括依次設(shè)置于軋管機(jī)下方的彎弧輥列、定徑機(jī)組、熱飛鋸和冷床。

該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括設(shè)置于中間包上方的鋼包，結(jié)晶器和軋管機(jī)之間設(shè)有牽引夾送輥，該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括依次設(shè)置于軋管機(jī)下方的導(dǎo)向輥、熱飛鋸、翻轉(zhuǎn)盤、定徑機(jī)組和經(jīng)冷床，翻轉(zhuǎn)盤能夠?qū)⒒墓芮卸斡芍绷顟B(tài)翻轉(zhuǎn)成水平狀態(tài)。

本實(shí)用新型的有益效果是：首創(chuàng)的將煉鋼連鑄和熱軋鋼管串聯(lián)集成整合在一起的生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從鋼水到鋼管的轉(zhuǎn)變。三輥行星軋機(jī)的特性完全匹配煉鋼連鑄的生產(chǎn)速度，后續(xù)工序依照三輥行星軋機(jī)的軋制節(jié)奏進(jìn)行。本系統(tǒng)按生產(chǎn)流程，依次包括鋼包、中間包、結(jié)晶器、牽引夾送輥、三輥行星軋管機(jī)、彎弧輥列、熱飛鋸、定徑機(jī)組、冷床等。此生產(chǎn)工藝系統(tǒng)減少了連鑄管坯冷卻后再加熱的環(huán)節(jié)，節(jié)能減排效果顯著，燒損率明顯降低，金屬收得率顯著提高，鋼管生產(chǎn)成本大為降低，投資經(jīng)濟(jì)，實(shí)用高效。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。

圖1是實(shí)施例1中連鑄連軋管生產(chǎn)線的原理圖。

圖2是管材結(jié)晶器的剖視圖。

圖3是圖2中A-A方向剖視圖。

圖4是軋管機(jī)的剖面圖。

圖5是軋管機(jī)的三軋輥孔型示意圖。

圖6是實(shí)施例2中連鑄連軋管生產(chǎn)線(飛鋸后置)的原理圖。

圖7是實(shí)施例4中連鑄連軋管生產(chǎn)線(荒管翻轉(zhuǎn)式)的原理圖。

圖8是芯棒外表面的增粗段的示意圖。

1、鋼包；2、中間包；3、結(jié)晶器；4、牽引夾送輥；5、軋管機(jī)；6、彎弧輥列；7、熱飛鋸；8、定徑機(jī)組；9、冷床；

201、支架；

301、空心管坯；302、坯殼；303、感應(yīng)線圈；304、金屬熔液；305、敞口熱頂；306、外部組件；307、石墨環(huán)；308、金屬屏蔽罩；309、鑄模保護(hù)渣；310、內(nèi)部組件；311、冷卻水管；312、回水腔；313、進(jìn)水腔；314、浸入式澆口；315、縫隙；316、增粗段；

501、軋輥；502、軋輥錐齒輪；503、自轉(zhuǎn)錐齒輪；504、行星輪；505、太陽輪；506、公轉(zhuǎn)大錐齒輪；507、主傳錐齒輪；508、自轉(zhuǎn)大錐齒輪；509、疊傳錐齒輪；510、空心套管；511、主傳動(dòng)電機(jī)；512、機(jī)架；513、疊加傳動(dòng)電機(jī)；514、回轉(zhuǎn)大盤；

601、荒管；

701、鋸片；

801、定徑輥；

901、熱成品管；

101、荒管切段；102、翻轉(zhuǎn)盤；103、夾持輥。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

實(shí)施例1

一種管材結(jié)晶器，含有外部組件306和內(nèi)部組件310(可以分別稱為外結(jié)晶器和內(nèi)結(jié)晶器)，外部組件306套設(shè)于內(nèi)部組件310外，外部組件306和內(nèi)部組件310之間形成下端開放的環(huán)形空腔，外部組件306含有上下對應(yīng)連接的敞口熱頂305和下筒體，敞口熱頂305呈漏斗形，敞口熱頂305和下筒體的連接處設(shè)有石墨環(huán)307，石墨環(huán)307位于外部組件306的內(nèi)表面，敞口熱頂305外設(shè)有金屬屏蔽罩308，外部組件306外設(shè)有感應(yīng)線圈303(亦叫做磁場發(fā)生器)，用來對金屬熔液304進(jìn)行電磁攪拌，如圖2所示。

在本實(shí)施例中，該管材結(jié)晶器的上部含有用于向該環(huán)形空腔內(nèi)注入金屬熔液304的浸入式澆口314，外部組件306的外表面設(shè)有多個(gè)縫隙315，多個(gè)縫隙315沿外部組件306的外表面間隔均布，縫隙315沿外部組件306的徑向開設(shè)。如圖3所示，外部組件306的外表面設(shè)有八個(gè)縫隙315，縫隙315的周向?qū)挾葹?.5mm，縫隙315的徑向深度為外部組件306的壁厚的50％～90％。內(nèi)部組件310含有芯棒和冷卻水管311，冷卻水管311套設(shè)于該芯棒內(nèi)，該芯棒和冷卻水管311之間形成環(huán)狀的回水腔312，冷卻水管311的內(nèi)部為進(jìn)水腔313，內(nèi)部組件310通過該管材結(jié)晶器上方的支架201固定于外部組件306內(nèi)。

該管材結(jié)晶器為空心管坯熱頂電磁連鑄裝置，金屬熔液304通過四個(gè)浸入式澆口314流進(jìn)結(jié)晶器，在其上面覆蓋一層鑄模保護(hù)渣309，金屬熔液304外側(cè)熔體初始凝固位置在石墨環(huán)307內(nèi)，形成凝固坯殼302，金屬熔液304內(nèi)側(cè)熔體初始凝固位于彎月面處，經(jīng)水冷凝固成空心管坯301。該芯棒內(nèi)含有沿豎直方向貫通的內(nèi)通孔，內(nèi)部組件310為該芯棒的中間分段。為了使電磁場穿透外結(jié)晶器306的屏蔽作用，外結(jié)晶器306采用開縫結(jié)構(gòu)，在縫隙315間隔均布外結(jié)晶器306的周圍。

外結(jié)晶器306和內(nèi)結(jié)晶器310一樣具有水冷功能，為使電磁場穿透外結(jié)晶器306的屏蔽作用而采用開縫結(jié)構(gòu)，其開縫的間隔、縫寬和開縫形式對電磁場影響很大，開縫(縫隙315)間隔越小，縫隙越多，則結(jié)晶器3內(nèi)的磁場越強(qiáng)，分布也就越均勻。但縫數(shù)過多會(huì)降低外結(jié)晶器306強(qiáng)度，而且加工制造也不方便，故采用適當(dāng)?shù)拈_縫結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，該芯棒的外表面含有增粗段316，增粗段316的直徑比該芯棒的直徑大0.5mm～5mm，即增粗段316的直徑比該芯棒其它部位的直徑大5mm～10mm，增粗段316的上端位于金屬熔液304的液面和外部組件306的上端之間，增粗段316的下端位于石墨環(huán)307的下端和外部組件306的下端之間，牽引及軋制時(shí)，增粗段316可以有效減小空心管坯301內(nèi)壁的摩擦阻力，如圖8所示。

下面介紹一種連鑄連軋管生產(chǎn)線，包括從上向下依次設(shè)置的中間包2、結(jié)晶器3、軋管機(jī)5，該結(jié)晶器3為上述的管材結(jié)晶器，如圖1所示。

在本實(shí)施例中，軋管機(jī)5含有軋輥501、空心套管510、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；空心套管510套設(shè)于內(nèi)部組件310的下端外；該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)大盤514、第一傳動(dòng)組件和第一驅(qū)動(dòng)部件，筒狀的回轉(zhuǎn)大盤514套設(shè)于直立的空心套管510外，該第一驅(qū)動(dòng)部件能夠通過該第一傳動(dòng)組件使回轉(zhuǎn)大盤514繞空心套管510旋轉(zhuǎn)，軋輥501與回轉(zhuǎn)大盤514插接固定，軋輥501的軸線相對于空心套管510的軸線傾斜；該自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第二傳動(dòng)組件和第二驅(qū)動(dòng)部件，該第二驅(qū)動(dòng)部件能夠通過該第二傳動(dòng)組件使軋輥501自轉(zhuǎn)，該第二傳動(dòng)組件含有太陽輪505和多個(gè)行星軸，太陽輪505套設(shè)于空心套管510外，該多個(gè)行星軸均勻的分布于太陽輪505的周圍，該行星軸的中心線與太陽輪505的中心線平行，該行星軸外依次固定有行星輪504和自轉(zhuǎn)錐齒輪503，太陽輪505與每個(gè)該行星軸外的行星輪504嚙合，該行星軸設(shè)置于回轉(zhuǎn)大盤514內(nèi)，該行星軸與軋輥501一一對應(yīng)，軋輥501外固定有與該自轉(zhuǎn)錐齒輪503嚙合的軋輥錐齒輪502。

該第一驅(qū)動(dòng)部件含有主傳動(dòng)電機(jī)511，該第一傳動(dòng)組件含有相互嚙合的主傳錐齒輪507和公轉(zhuǎn)大錐齒輪506，主傳錐齒輪507與主傳動(dòng)電機(jī)511連接固定，傳動(dòng)公轉(zhuǎn)大錐齒輪506與回轉(zhuǎn)大盤514連接固定；該第二驅(qū)動(dòng)部件含有疊加傳動(dòng)電機(jī)513，該第二傳動(dòng)組件含有相互嚙合的疊傳錐齒輪509和自轉(zhuǎn)大錐齒輪508，疊傳錐齒輪509與疊加傳動(dòng)電機(jī)513連接固定，自轉(zhuǎn)大錐齒輪508與太陽輪505連接固定，自轉(zhuǎn)大錐齒輪508的中心線與太陽輪505的中心線重合，主傳動(dòng)電機(jī)511的電機(jī)軸與疊加傳動(dòng)電機(jī)513的電機(jī)軸平行。軋管機(jī)5含有三個(gè)沿空心套管510的周向均勻分布的軋輥501，軋輥501的下端設(shè)有圓錐臺(tái)形的軋制部，軋輥501的軸線偏離空心套管510的軸線，如圖4和圖5所示。

在本實(shí)施例中，軋管機(jī)5含有三個(gè)軋輥501，可以稱為三輥行星軋管機(jī)5，該軋管機(jī)5為安裝固定在豎直平臺(tái)上的荒管軋制變形工具，該軋管機(jī)5還含有固定的機(jī)架512。位于機(jī)架512中心的空心套管510對結(jié)晶器3產(chǎn)出的空心管坯301起導(dǎo)向作用；主傳動(dòng)電機(jī)511驅(qū)動(dòng)主傳錐齒輪507從而嚙合傳動(dòng)公轉(zhuǎn)大錐齒輪506，公轉(zhuǎn)大錐齒輪506帶動(dòng)回轉(zhuǎn)大盤514公轉(zhuǎn)；疊加傳動(dòng)電機(jī)513驅(qū)動(dòng)疊傳錐齒輪509從而嚙合傳動(dòng)自轉(zhuǎn)大錐齒輪508，自轉(zhuǎn)大錐齒輪508再驅(qū)動(dòng)太陽輪505旋轉(zhuǎn)，太陽輪505驅(qū)動(dòng)三個(gè)行星輪504旋轉(zhuǎn)，行星輪504和自轉(zhuǎn)錐齒輪503共軸固定，自轉(zhuǎn)錐齒輪503嚙合傳動(dòng)軋輥錐齒輪502，從而帶動(dòng)軋輥501自轉(zhuǎn)，如圖4所示。

在本實(shí)施例中，三個(gè)軋輥501呈120°間隔均勻布置，合圍形成孔型，空心管坯301位于其中，空心管坯301內(nèi)部為帶水冷的芯棒，芯棒內(nèi)含冷卻水管311，空心管坯301套設(shè)于該芯棒的下段外，該外結(jié)晶器套設(shè)于該芯棒的中段外，軋管機(jī)5與該外結(jié)晶器共用一根所述芯棒。

在本實(shí)施例中，該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括設(shè)置于中間包2上方的鋼包1，結(jié)晶器3和軋管機(jī)5之間設(shè)有牽引夾送輥4，該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括依次設(shè)置于軋管機(jī)5下方的彎弧輥列6、熱飛鋸7、定徑機(jī)組8和冷床9，如圖1所示。

鋼包1用來裝運(yùn)鋼水，中間包2接受鋼包1的鋼水，是鋼水連鑄穩(wěn)定分流的保證，中間包2將鋼水分配到結(jié)晶器3中去，牽引夾送輥4緊挨著結(jié)晶器3，將結(jié)晶器3產(chǎn)出的空心管坯301牽引夾送至軋管機(jī)5的入口，空心管坯301通過軋管機(jī)5的軋制成荒管601，經(jīng)過彎弧輥列6，荒管601由豎直變?yōu)樗?，熱飛鋸7的鋸片701將荒管601切割分段，進(jìn)入定徑機(jī)組8進(jìn)行減定徑，最后上冷床9，完成熱成品管901的冷卻。所述的定徑機(jī)組8由一系列的定徑輥801組成。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是對實(shí)施例1的一種優(yōu)選改進(jìn)，該連鑄連軋管生產(chǎn)線包括從上向下依次設(shè)置的中間包2、結(jié)晶器3、軋管機(jī)5，該結(jié)晶器3為上述的管材結(jié)晶器。

該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括設(shè)置于中間包2上方的鋼包1，結(jié)晶器3和軋管機(jī)5之間設(shè)有牽引夾送輥4，該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括依次設(shè)置于軋管機(jī)5下方的彎弧輥列6、定徑機(jī)組8、熱飛鋸7和冷床9，如圖6所示。

將熱飛鋸7移至定徑機(jī)組8之后，經(jīng)定徑后的成品管熱由熱飛鋸7快速同步鋸切后，進(jìn)入冷床9，消除了定徑工序本身所造成的鋼管切頭切尾的損失，提高了金屬收得率。

本實(shí)施例中其余技術(shù)特征均與實(shí)施例1相同，為了節(jié)約篇幅，本實(shí)施例不再詳細(xì)介紹。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是對實(shí)施例1的一種優(yōu)選改進(jìn)，該連鑄連軋管生產(chǎn)線包括從上向下依次設(shè)置的中間包2、結(jié)晶器3、軋管機(jī)5，該結(jié)晶器3為上述的管材結(jié)晶器。

該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括設(shè)置于中間包2上方的鋼包1，結(jié)晶器3和軋管機(jī)5之間設(shè)有牽引夾送輥4，該連鑄連軋管生產(chǎn)線還包括依次設(shè)置于軋管機(jī)5下方的導(dǎo)向輥10、熱飛鋸7、翻轉(zhuǎn)盤102、定徑機(jī)組8和經(jīng)冷床9，翻轉(zhuǎn)盤102能夠?qū)⒒墓芮卸?01由直立狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成水平狀態(tài)，如圖7所示。

將熱飛鋸7移至軋管機(jī)5后，并在其間增加導(dǎo)向輥10，經(jīng)熱飛鋸7鋸斷的荒管切段101通過翻轉(zhuǎn)盤102上的夾持輥103夾住，并且翻轉(zhuǎn)盤102沿著箭頭方向R回轉(zhuǎn)90°，將荒管由豎直變?yōu)樗椒胖?，此后夾持輥103轉(zhuǎn)動(dòng)傳送荒管切段101進(jìn)入定徑機(jī)組8并經(jīng)冷床9冷卻。為保證翻轉(zhuǎn)盤102回位不妨礙荒管的軋制，夾持輥103一側(cè)的輥組固定，另一側(cè)輥組可以放倒，避開軋制中的荒管，翻轉(zhuǎn)盤102到位后，另一側(cè)輥組靠攏夾持荒管。

本實(shí)施例中其余技術(shù)特征均與實(shí)施例1相同，為了節(jié)約篇幅，本實(shí)施例不再詳細(xì)介紹。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，不能以其限定實(shí)用新型實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本實(shí)用新型中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用。