專利名稱：薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬薄板(帶)連鑄用結(jié)晶輥加熱技術(shù)和氧燃料加熱技術(shù)。
背景技術(shù)：
金屬薄帶(板)的連鑄技術(shù)具有高效、低耗、低成本的特性，是近年來(lái)世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的新技術(shù)和新工藝。其中結(jié)晶輥是薄帶(板)連鑄機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵部件之一。其基本原理是鋼水通過(guò)布流器進(jìn)入有兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的熔池，液態(tài)金屬經(jīng)快速冷卻在結(jié)晶輥表面凝固成具有一定厚度的坯殼，經(jīng)軋合后形成薄帶(板)。結(jié)晶輥的基本結(jié)構(gòu)主要由輥芯、輥套組成。其結(jié)晶輥輥套材料大都采用銅合金材料制造，其輥芯通常采用不銹鋼制造。輥芯和輥套通過(guò)機(jī)械的方式或焊接的方式連接在一起。
雙輥鑄造一直較為成功地應(yīng)用于冷卻時(shí)能迅速固化的有色金屬如鋁。但是黑色金屬的固化速率要慢得多，為使連鑄能夠滿意地進(jìn)行，在鑄造表面實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻和固化就成了關(guān)鍵的問(wèn)題。但這是很難實(shí)現(xiàn)的，尤其是在鑄造剛剛開(kāi)始的時(shí)候。一般需要使熔融金屬通過(guò)在金屬輸送注口中由耐火材料和結(jié)晶輥構(gòu)成的金屬熔池。由于在平穩(wěn)工作段結(jié)晶輥輥面與融熔金屬直接接觸，融熔金屬的熱值高，所以熱傳導(dǎo)性能是結(jié)晶輥套材料的最重要要求。但是在薄帶連鑄開(kāi)澆時(shí)的最初階段，由于結(jié)晶輥輥套以及內(nèi)部的冷卻液均處于相對(duì)較低的溫度狀態(tài)下，因此結(jié)晶輥的冷卻效率高于平穩(wěn)工作段時(shí)的冷卻效率，所以造成了融熔金屬冷卻速度過(guò)快，經(jīng)過(guò)結(jié)晶輥后發(fā)生斷帶，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。雖然在鑄造開(kāi)澆之前金屬往往經(jīng)過(guò)預(yù)熱，但是由于結(jié)晶輥溫度低，對(duì)融熔金屬的冷卻能力較強(qiáng)，仍可能使熔融金屬過(guò)早固化，尤其是剛剛開(kāi)始澆鑄且澆鑄為薄帶時(shí)，此現(xiàn)象可能更加顯著。因此一直需要在比熔融金屬液相線溫度高許多的溫度下向注口輸送熔融金屬，以便保證在其流過(guò)注口或在結(jié)晶輥熔池內(nèi)不會(huì)過(guò)早固化。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要進(jìn)行熱補(bǔ)償，所以采用結(jié)晶輥澆注前的熔融金屬需要超過(guò)正常澆鑄溫度100℃以上的溫度。
目前為了提高結(jié)晶輥在開(kāi)澆前的溫度，美國(guó)專利4,645,534號(hào)對(duì)熔融金屬通過(guò)澆口盤和浸入式澆口流向連鑄模時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬提供補(bǔ)充加熱的方式來(lái)防止過(guò)早固化，做法是使電流從加熱裝置如等離子電弧炬通過(guò)熔融金屬。加熱裝置可以應(yīng)用于澆口盤中的金屬，使電流通過(guò)流向澆口盤下游的浸入式澆口流向連鑄模中的金屬。日本專利第J91018979-B(公開(kāi)號(hào)J59202142)也描述了當(dāng)熔融金屬?gòu)臐部诒P通過(guò)浸入式澆口流向連鑄模時(shí)，使來(lái)自澆口盤中的等離子電弧炬的電流流向連接于浸入式澆口的陽(yáng)極，從而加熱熔融金屬。這兩個(gè)專利所描述的技術(shù)方案并不是直接用于薄板雙輥鑄造的。在鑄造過(guò)程中通過(guò)瞬間加熱的方式并不能克服初始階段在輸送系統(tǒng)中的熔融金屬過(guò)早固化問(wèn)題，這是因?yàn)椴豢赡芤宰銐虼蟮乃俾适篃崃窟M(jìn)入金屬，或者也不可能將熱傳遞控制在一個(gè)足夠大的程度以便保持溫度，從而保持通過(guò)輸送系統(tǒng)的流動(dòng)通道的流動(dòng)速率。專利公開(kāi)號(hào)CN1100978A提供了一種先在鑄池內(nèi)加入過(guò)熱熔融金屬的方法，使熔融金屬在初始階段以較高的溫度送到輸送口，鑄造中其它時(shí)間以較低的溫度送至輸送澆口。但這種方法過(guò)熱熔融金屬的量和溫度都難以控制，尤其是在薄帶生產(chǎn)條件下仍易因此而產(chǎn)生斷帶。
以上專利都需要采用過(guò)熱的金屬，但將大量的熔融金屬加熱至上述溫度需要消耗大量的能源，而且在澆鑄薄帶時(shí)會(huì)在開(kāi)始澆鑄時(shí)產(chǎn)生斷帶，這都將嚴(yán)重影響到生產(chǎn)成本。并且高溫也限制了鑄機(jī)的生產(chǎn)率，而降低熔融金屬的溫度，可以獲得更高的固化速率，即達(dá)到高的生產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法和裝置，是利用燃?xì)馀c助燃?xì)怏w形成氧燃料焰幕墻的加熱技術(shù)，對(duì)結(jié)晶輥先行加熱，當(dāng)結(jié)晶輥的工作狀態(tài)接近或達(dá)到實(shí)際澆鑄平穩(wěn)工作段時(shí)，再開(kāi)始金屬的澆鑄，從而解決了薄帶連鑄開(kāi)始澆鑄時(shí)的熔融金屬過(guò)早固化問(wèn)題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，其特征是對(duì)結(jié)晶輥進(jìn)行加熱，其加熱技術(shù)可以模擬薄帶連鑄的平穩(wěn)工作段時(shí)實(shí)際熱輸入過(guò)程，當(dāng)結(jié)晶輥的工作狀態(tài)接近或達(dá)到實(shí)際澆鑄平穩(wěn)工作段時(shí)，再開(kāi)始金屬的澆鑄，使金屬澆鑄過(guò)程直接開(kāi)始于正常平穩(wěn)工作段。
上述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，所述加熱技術(shù)為氧燃料火焰幕墻式，助燃?xì)怏w與氣體或液體燃料通過(guò)各自的噴嘴噴出后相互切割形成混合，經(jīng)發(fā)散式的氧焰炬點(diǎn)火，多個(gè)氧焰炬火焰相互交織形成火焰幕墻加熱薄帶連鑄結(jié)晶輥。
上述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，所述熔融金屬開(kāi)始澆鑄后切斷加熱技術(shù)的燃料和助燃?xì)怏w供氣管道，切換至冷卻氣體，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)晶輥的冷卻。
上述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，所述氧焰炬嘴可以由單個(gè)嘴交錯(cuò)排列方式形成、短狹縫形成網(wǎng)格形成，長(zhǎng)狹縫平行排列形成，也可以由燃料噴孔形成網(wǎng)孔板形成，也可以由多個(gè)噴孔形成的噴孔板形成。
一種薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱裝置，其特征是采用氧燃料焰幕墻加熱，其包括幕墻底板、幕墻基板、氧焰炬嘴、點(diǎn)火器、兩個(gè)主氣體管路，幕墻底板上裝有幕墻基板構(gòu)成加熱區(qū)，幕墻基板上排列著多個(gè)氧焰炬嘴，氧焰炬嘴相互交錯(cuò)排列，加熱區(qū)外圍的氧焰炬嘴間設(shè)有點(diǎn)火器；幕墻基板由兩個(gè)相互對(duì)稱的上、下腔體組成，腔體由上、下封板、中間板、兩側(cè)封板構(gòu)成，中間板一端頂部彎折成上頂，另一端頂部彎折成下壓，使上、下腔體包括一個(gè)粗方口管部和一個(gè)窄平板部，粗方口管部和窄平板部?jī)烧呦嗤ㄇ疫B通處成圓角；粗方口管部通主氣體管路，上腔體通燃料，下腔體通助燃?xì)?；中間板靠近下腔體一側(cè)開(kāi)有導(dǎo)氣錐和氧氣噴嘴，靠近上腔體一側(cè)開(kāi)有螺孔，螺孔與氧氣噴嘴相通，且螺孔上旋裝氧焰炬嘴的混合管，螺孔的數(shù)目與基板上安裝的氧焰炬嘴的數(shù)目一致；混合管外部有凸肩且開(kāi)有外螺紋，混合管下部旋接在中間板螺孔上，上部穿過(guò)上封板孔道旋接于氧焰炬嘴的氧焰炬帽內(nèi)螺紋，凸肩上開(kāi)有噴嘴使上腔體內(nèi)的燃料進(jìn)入到混合管內(nèi)，凸肩經(jīng)氧焰炬帽壓緊對(duì)中間板和上封板進(jìn)行密封，氧焰炬帽頂部開(kāi)有噴孔。所述氧焰炬帽頂部的噴孔為一個(gè)中心噴孔，在中心噴孔四周均勻分布其它噴孔，其它噴孔與中心噴孔呈一定的角度。
上述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱裝置，所述二個(gè)主氣體管路分別裝有兩個(gè)支路，一個(gè)主氣體管路的二個(gè)支路分別接燃料和惰性保護(hù)冷卻氣體，另一個(gè)主氣體管路的二個(gè)支路分別接助燃?xì)怏w和惰性保護(hù)冷卻氣體，每個(gè)支路都裝有反向氣體截止閥。燃料和助燃?xì)怏w支路中還裝有流量傳感器，在主氣體管路的兩側(cè)裝有壓力傳感器。
本發(fā)明與以往技術(shù)的區(qū)別在于以往的技術(shù)專注于加熱熔融金屬，通過(guò)提高熔融金屬的溫度而補(bǔ)償澆鑄初始階段的熱損失；本發(fā)明技術(shù)是采用加熱結(jié)晶輥的技術(shù)，加熱技術(shù)可以模擬薄帶連鑄的平穩(wěn)工作段時(shí)實(shí)際熱輸入過(guò)程，當(dāng)結(jié)晶的工作狀態(tài)接近或達(dá)到實(shí)際澆鑄平穩(wěn)工作段時(shí)，再開(kāi)始金屬的澆鑄，使金屬澆鑄過(guò)程直接開(kāi)始于正常平穩(wěn)工作段，避免了初始階段的熔融金屬過(guò)早固化問(wèn)題?；蛘呖s小燒鑄初始階段與正常平穩(wěn)工作段之間的溫度差。本發(fā)明采用氧燃料火焰幕墻式加熱技術(shù)，通過(guò)加熱結(jié)晶輥表面，以達(dá)到與薄帶連鑄的實(shí)際連鑄過(guò)程相同或相近的熱輸入，使結(jié)晶輥提前達(dá)到工作穩(wěn)定狀態(tài)，消除澆鑄初始階段的熔融金屬經(jīng)受冷態(tài)連鑄輥的激冷而出現(xiàn)過(guò)早凝固問(wèn)題。開(kāi)始澆鑄后切斷燃料和助燃?xì)怏w，切換至冷卻氣體，可實(shí)現(xiàn)結(jié)晶輥冷卻的目的。
本發(fā)明加熱技術(shù)的氧燃料焰幕墻可采用多種方法形成。例如由氧和燃料在燃炬嘴形成高溫高熱的氧焰，多個(gè)氧燃料焰嘴形成火焰排，再由另一個(gè)火焰排在一定的距離處排列填充其間隙，多排焰炬嘴交錯(cuò)式排列，火焰炬在一定距離處相互部分重疊，多個(gè)火焰排形成一個(gè)均勻的火焰幕墻從而達(dá)到均勻高效加熱結(jié)晶輥表面的目的；也可以由扁平火焰狹縫形成，也可以由狹縫形成網(wǎng)格；也可以由燃料噴孔形成網(wǎng)孔板形成，長(zhǎng)狹縫平行排列形成，也可以由多個(gè)噴孔形成的噴孔板形成。氧燃料焰幕墻裝置也帶有冷卻氣體切換閥門，可對(duì)結(jié)晶輥進(jìn)行冷卻。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明氧燃料焰幕墻結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為氧燃料焰幕墻基板橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為氧燃料焰幕墻基板內(nèi)中間板及氧焰炬嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1幕墻底板，2點(diǎn)火器，3氧焰炬嘴，4支路，5截止閥，6氣體壓力表，7主氣體管路，8幕墻基板，9下封板，10中間板，11上封板，12氧氣噴嘴，13混合管，14燃料噴嘴，15氧焰炬帽，16噴孔，17上腔體，18下腔體。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1、圖2、圖3，一種薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱裝置，是采用氧燃料焰幕墻加熱技術(shù)，其包括幕墻底板1、幕墻基板8、氧焰炬嘴3、點(diǎn)火器2、兩個(gè)主氣體管路7。氧燃料焰幕墻結(jié)構(gòu)以幕墻底板1為基礎(chǔ)，氧焰炬嘴3以一定的方式均勻分布在底板的加熱區(qū)內(nèi)，氧焰炬嘴3間距為3cm，相互交錯(cuò)排列，加熱區(qū)為圖1中底板1內(nèi)的方框區(qū)，即為幕墻基板8。加熱區(qū)外圍的氧焰炬嘴3均設(shè)有點(diǎn)火器2，保證點(diǎn)火的有效性。氧燃料焰幕墻設(shè)有兩個(gè)主氣體管路7，每個(gè)主氣體管路分別裝有兩個(gè)支路4。其中一個(gè)主氣體管路7的兩個(gè)支路4分別通燃料和惰性保護(hù)冷卻氣體；另一個(gè)主氣體管路7的兩個(gè)支路4分別通助燃?xì)怏w和惰性保護(hù)冷卻氣體。在每個(gè)支路4中都裝有反向氣體截止閥5，防止氣體的反向流動(dòng)及幕墻的回火，在燃料和助燃?xì)怏w支路4中還裝有流量傳感器。在主氣體管路7的兩側(cè)裝有壓力傳感器6。以便于控制幕墻內(nèi)燃料和助燃?xì)怏w比例。
參見(jiàn)圖2，氧燃料焰幕墻基板8結(jié)構(gòu)由兩個(gè)相互對(duì)稱的上、下腔體17、18構(gòu)成。腔體由上封板11、下封板9、中間板10、兩側(cè)封板組成，中間板10一端頂部彎折成上頂，另一端頂部彎折成下壓，使上、下腔體17、18包括一個(gè)粗方口管部和一個(gè)窄平板部，粗方口管部和窄平板部是相通的，相連通處制備成圓角，以便于氣體或燃料通過(guò)而沒(méi)有壓力的損失。粗方口管部為氧氣或燃料源，而窄平板部用于分配氧焰炬嘴3的位置并制備噴氣孔或氧焰炬嘴3安裝孔。其中上腔體17為燃料的供應(yīng)源，粗方口管部起到穩(wěn)定燃料和分配燃料的作用，所有的氧焰炬嘴3都安裝在上腔體17的窄平板部。下腔體18為助燃?xì)怏w源，粗方口管部起到集氣區(qū)穩(wěn)定壓力和分配氧氣的雙重作用。上下腔體17、18被中間板10分隔開(kāi)，中間板10的作用為導(dǎo)通氧氣和安裝氧焰炬嘴3的作用。
參見(jiàn)圖3，氧燃料焰幕墻基板8內(nèi)下封板9為單一結(jié)構(gòu)。中間板10結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在靠近下腔體8的一側(cè)開(kāi)有導(dǎo)氣椎和氧氣噴嘴12，下腔體18內(nèi)的氧氣是通過(guò)噴嘴12進(jìn)入氧焰炬嘴3內(nèi)部的；在靠近上腔體17的一側(cè)開(kāi)有螺孔用于安裝氧焰炬嘴3的混合管13，并起到密封燃料的作用；螺孔與氧氣噴嘴12相通。中間板10上制備的這種結(jié)構(gòu)的數(shù)目與基板8上安裝的氧焰炬嘴3的數(shù)目相一致。
混合管13外部有凸肩且開(kāi)有外螺紋，混合管13下部旋接在中間板10螺孔上，上部穿過(guò)上封板11孔道旋接于氧焰炬嘴3的氧焰炬帽15內(nèi)螺紋，凸肩上開(kāi)有燃料噴嘴14使上腔體17內(nèi)的燃料進(jìn)入到混合管13內(nèi)，凸肩經(jīng)氧焰炬帽15壓緊對(duì)中間板10和上封板11進(jìn)行密封，用以隔絕外界空氣。
氧焰炬帽15具有內(nèi)螺紋與混合管13的上螺紋配合，在頂部開(kāi)有噴孔16。噴孔16的結(jié)構(gòu)為具有一個(gè)中心的噴孔，在中心噴孔的四周均勻分布其它的噴孔，這些噴孔與中心噴孔呈一定的角度，起到發(fā)散性火焰均勻加熱的作用。
本發(fā)明采用氧氣與燃料在焰炬內(nèi)通過(guò)兩種物質(zhì)的噴射流相互切割交織的混合方法，提高混合效率，混合區(qū)小且適用于多種燃料。由此得到的火焰特征是發(fā)散型火焰，而火焰的加熱也以發(fā)散的形式，不是聚焦束也不是平行束。
下面對(duì)氧燃料焰幕墻的幾個(gè)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行具體說(shuō)明。
1、氧焰炬嘴的結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)晶輥的具體工作要求選擇不同的氧焰嘴。燃料可選擇氫氣、天然氣、乙醇、丙酮、乙炔、煤油等，最佳氣體為氫氣、天然氣和乙醇等碳含量較低的氣體或液體燃料；助燃?xì)怏w采用氧氣或壓縮空氣，最佳助燃?xì)怏w為氧氣。焰嘴的結(jié)構(gòu)可選擇燃料與助燃?xì)怏w分別噴出的方式，也可以采用燃料與助燃?xì)怏w先混合然后共同噴出的方式。最佳方式為燃料與助燃?xì)怏w分別噴射出后混合的方式，可有效降低氣流的速度并采用焰嘴的結(jié)構(gòu)分散火焰，使火焰加熱面積大、溫度均勻、溫度降低速度小。
2、焰嘴的排列。焰嘴的排列為交錯(cuò)式排列，可有效填充各焰嘴之間的間隙，使焰幕的加熱效果更加均勻。焰嘴排列的間距密度為火焰直徑的1.5倍至2.0倍。狹縫式結(jié)構(gòu)中狹縫長(zhǎng)度可以與結(jié)晶輥長(zhǎng)度相同，也可以短于結(jié)晶輥長(zhǎng)度。網(wǎng)孔式結(jié)構(gòu)與焰嘴式結(jié)構(gòu)相同。
3、焰幕的長(zhǎng)度和寬度。焰幕的長(zhǎng)度與結(jié)晶輥的工作面長(zhǎng)度相同；焰幕的寬度與融熔金屬接觸面的寬度相近或相同。
4、火焰的長(zhǎng)度?；鹧娴拈L(zhǎng)度為20mm至100mm之間，可保證氣流的速度、火焰的直徑以及防止加熱器自身溫度過(guò)高。
5、焰幕的弧度。根據(jù)火焰的長(zhǎng)度和火焰均勻性要求，焰幕可制備成與結(jié)晶輥輥面相匹配的弧形，焰幕的弧度保持與結(jié)晶輥表面的弧度一致，因此焰幕內(nèi)曲面的半徑要大于結(jié)晶輥表面半徑50mm至100mm。
6、焰幕的溫度。根據(jù)結(jié)晶輥的實(shí)際工作要求，焰幕的最高溫度為開(kāi)澆時(shí)融熔金屬的溫度(約1700℃)，焰幕的溫度范圍選擇800℃至開(kāi)澆時(shí)融熔金屬溫度，最佳范圍為開(kāi)澆時(shí)融熔金屬溫度(約1700℃)至這一溫度以下300℃范圍內(nèi)。
7、焰幕的加熱功率。結(jié)晶輥平穩(wěn)工作段時(shí)的冷卻功率為焰幕的最高加熱功率。功率范圍選擇為結(jié)晶輥平穩(wěn)工作段時(shí)的冷卻功率的20％以上，最佳范圍為結(jié)晶輥平穩(wěn)工作段時(shí)功率的40％至60％。
8、燃料比。根據(jù)不同的燃料和助燃?xì)怏w，助燃?xì)怏w與燃料的比要略低于化學(xué)配比，形成略呈還原性的氣氛，防止焰幕對(duì)結(jié)晶輥表面形成氧化損傷。
9、輔助功能。當(dāng)結(jié)晶輥正常開(kāi)澆后焰幕迅速關(guān)閉，并切換到惰性保護(hù)氣體，加熱幕墻由加熱功能迅速轉(zhuǎn)到冷卻功能，起冷卻和保護(hù)結(jié)晶輥表面的作用。
本發(fā)明加熱技術(shù)具有如下特征
1、火焰溫度高且可控可調(diào)節(jié)。本發(fā)明中焰幕中的焰嘴可以根據(jù)不同的燃料用助燃?xì)怏w及不同的比例獲得不同的火焰溫度，火焰溫度可以在500℃至1500℃之間選擇和控制。
2、加熱效率高。本發(fā)明中焰幕的焰嘴數(shù)目、密度以及焰帽結(jié)構(gòu)可根據(jù)加熱工藝要求進(jìn)行調(diào)整，并配合適當(dāng)?shù)幕鹧鏈囟?，熱效率高?br> 3、適用面廣適用性強(qiáng)。本發(fā)明中焰幕的參數(shù)可根據(jù)不同的使用要求進(jìn)行調(diào)整?？蛇m用于各種不同金屬的連鑄工藝要求。
4、加熱寬度不受限制。本發(fā)明技術(shù)的加熱裝置可根據(jù)要求增加或減少焰嘴的數(shù)目和排數(shù)，因此加熱寬度不受限制。
5、不對(duì)結(jié)晶輥表面形成損傷。本發(fā)明采用還原性的氣氛進(jìn)行加熱，不會(huì)對(duì)結(jié)晶輥表面形成氧化損傷。
6、開(kāi)關(guān)方便。本發(fā)明采用燃?xì)膺M(jìn)行加熱，加熱開(kāi)關(guān)非常方便，操作簡(jiǎn)單。
7、具有多種功能。本發(fā)明可在加熱后迅速切換到冷卻功能，實(shí)現(xiàn)加熱和冷卻的雙重效果。
實(shí)施例1采用氫氣作為燃?xì)?，氧氣作為助燃?xì)怏w。氫氣與氧氣的流量比例為化學(xué)反應(yīng)比1∶0.95，氫氣的壓力為30PSI。所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為30mm，火焰的溫度為1200℃；當(dāng)氫氣的壓力升高為50PSI，所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為50mm，火焰的溫度為1600℃。本發(fā)明加熱技術(shù)所形成的火焰幕墻的所有火焰強(qiáng)度及長(zhǎng)度相近，溫度場(chǎng)均勻。加熱效果好。
實(shí)施例2采用天然氣作為燃?xì)猓鯕庾鳛橹細(xì)怏w。天然氣與氧氣的流量比例為化學(xué)反應(yīng)比1∶1，天然氣的壓力為45PSI。所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為50mm，火焰的溫度為700℃；當(dāng)氫氣的壓力升高為50PSI，所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為80mm，火焰的溫度為1000℃。本發(fā)明加熱技術(shù)所形成的火焰幕墻的所有火焰強(qiáng)度及長(zhǎng)度相近，但火焰的長(zhǎng)度比氫氧焰的長(zhǎng)度大?；鹧婺粔Φ臏囟葓?chǎng)均勻，加熱效果好。
實(shí)施例3采用乙醇作為燃料，空氣作為助燃?xì)怏w。乙醇與空氣的流量比例為化學(xué)反應(yīng)比1∶0.9，考慮到乙醇為液體燃料，采用了液壓泵作為動(dòng)力源，乙醇的壓力為2.0kg/cm2。以乙醇的流量為依據(jù)控制壓縮空氣的流量，形成化學(xué)反應(yīng)比為1∶0.9-1∶0.98。所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為80mm，火焰的溫度為700℃；當(dāng)乙醇的壓力升高為3.0kg/cm2，所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為150mm，火焰的溫度為1000℃。本發(fā)明加熱技術(shù)所形成的火焰幕墻的所有火焰強(qiáng)度及長(zhǎng)度相近，但火焰的長(zhǎng)度較長(zhǎng)。火焰幕墻的溫度場(chǎng)均勻，加熱效果好。
實(shí)施例4采用丙酮作為燃料，壓縮空氣作為助燃?xì)怏w。丙酮與空氣的流量比例為化學(xué)反應(yīng)比1∶0.9，考慮到丙酮為液體燃料，采用了液壓泵作為動(dòng)力源，丙酮的壓力為2.0kg/cm2。以丙酮的流量為依據(jù)控制壓縮空氣的流量，形成化學(xué)反應(yīng)比為1∶0.9-1∶1。所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為60mm，火焰的溫度為800℃；當(dāng)丙酮的壓力升高為2.5kg/cm2，所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為80mm，火焰的溫度為1200℃。本發(fā)明加熱技術(shù)所形成的火焰幕墻的所有火焰強(qiáng)度及長(zhǎng)度相近，且火焰長(zhǎng)度較小，丙酮與壓縮空氣在噴嘴內(nèi)的混合比較充分?；鹧婺粔Φ臏囟葓?chǎng)均勻，加熱效果好。
實(shí)施例5采用乙炔作為燃?xì)?，氧氣作為助燃?xì)怏w。乙炔與氧氣的流量比例為化學(xué)反應(yīng)比1∶1，乙炔的壓力為45PSI。所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為75mm，火焰的溫度為800℃；當(dāng)氫氣的壓力升高為50PSI，所得到的火焰幕墻的火焰長(zhǎng)度為120mm，火焰的溫度為1250℃。本發(fā)明加熱技術(shù)所形成的火焰幕墻的所有火焰強(qiáng)度及長(zhǎng)度相近，但火焰的長(zhǎng)度比氫氧焰的長(zhǎng)度大。當(dāng)氧氣的量低于化學(xué)反應(yīng)比1∶0.85時(shí)火焰易形成黑煙，氧氣的量過(guò)量(高于1∶1.15)則火焰的溫度超高，在0.85-1.15之間時(shí)火焰幕墻的溫度場(chǎng)均勻，加熱效果好。
權(quán)利要求
1.一種薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，其特征是對(duì)結(jié)晶輥進(jìn)行加熱，其加熱技術(shù)可以模擬薄帶連鑄的平穩(wěn)工作段時(shí)實(shí)際熱輸入過(guò)程，當(dāng)結(jié)晶輥的工作狀態(tài)接近或達(dá)到實(shí)際澆鑄平穩(wěn)工作段時(shí)，再開(kāi)始金屬的澆鑄，使金屬澆鑄過(guò)程直接開(kāi)始于正常平穩(wěn)工作段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，其特征是加熱技術(shù)為氧燃料火焰幕墻式，助燃?xì)怏w與氣體或液體燃料通過(guò)各自的噴嘴噴出后相互切割形成混合，經(jīng)發(fā)散式的氧焰炬點(diǎn)火，多個(gè)氧焰炬火焰相互交織形成火焰幕墻加熱薄帶連鑄結(jié)晶輥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，其特征是熔融金屬開(kāi)始澆鑄后切斷加熱技術(shù)的燃料和助燃?xì)怏w供氣管道，切換至冷卻氣體，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)晶輥的冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，其特征是氧焰炬嘴可以由單個(gè)嘴交錯(cuò)排列方式形成、短狹縫形成網(wǎng)格形成，長(zhǎng)狹縫平行排列形成，也可以由燃料噴孔形成網(wǎng)孔板形成，也可以由多個(gè)噴孔形成的噴孔板形成。
5.一種薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱裝置，其特征是采用氧燃料焰幕墻加熱，其包括幕墻底板、幕墻基板、氧焰炬嘴、點(diǎn)火器、兩個(gè)主氣體管路，幕墻底板上裝有幕墻基板構(gòu)成加熱區(qū)，幕墻基板上排列著多個(gè)氧焰炬嘴，氧焰炬嘴相互交錯(cuò)排列，加熱區(qū)外圍的氧焰炬嘴間設(shè)有點(diǎn)火器；幕墻基板由兩個(gè)相互對(duì)稱的上、下腔體組成，腔體由上、下封板、中間板、兩側(cè)封板構(gòu)成，中間板一端頂部彎折成上頂，另一端頂部彎折成下壓，使上、下腔體包括一個(gè)粗方口管部和一個(gè)窄平板部，粗方口管部和窄平板部?jī)烧呦嗤ㄇ疫B通處成圓角；粗方口管部通主氣體管路，上腔體通燃料，下腔體通助燃?xì)?；中間板靠近下腔體一側(cè)開(kāi)有導(dǎo)氣錐和氧氣噴嘴，靠近上腔體一側(cè)開(kāi)有螺孔，螺孔與氧氣噴嘴相通，且螺孔上旋裝氧焰炬嘴的混合管，螺孔的數(shù)目與基板上安裝的氧焰炬嘴的數(shù)目一致；混合管外部有凸肩且開(kāi)有外螺紋，混合管下部旋接在中間板螺孔上，上部穿過(guò)上封板孔道旋接于氧焰炬嘴的氧焰炬帽內(nèi)螺紋，凸肩上開(kāi)有噴嘴使上腔體內(nèi)的燃料進(jìn)入到混合管內(nèi)，凸肩經(jīng)氧焰炬帽壓緊對(duì)中間板和上封板進(jìn)行密封，氧焰炬帽頂部開(kāi)有噴孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱裝置，其特征是氧焰炬帽頂部的噴孔為一個(gè)中心噴孔，在中心噴孔四周均勻分布其它噴孔，其它噴孔與中心噴孔呈一定的角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱裝置，其特征是二個(gè)主氣體管路分別裝有兩個(gè)支路，一個(gè)主氣體管路的二個(gè)支路分別接燃料和惰性保護(hù)冷卻氣體，另一個(gè)主氣體管路的二個(gè)支路分別接助燃?xì)怏w和惰性保護(hù)冷卻氣體，每個(gè)支路都裝有反向氣體截止閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱裝置，其特征是燃料和助燃?xì)怏w支路中還裝有流量傳感器，在主氣體管路的兩側(cè)裝有壓力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬薄板(帶)連鑄用結(jié)晶輥加熱技術(shù)和氧燃料加熱技術(shù)。一種薄帶連鑄結(jié)晶輥加熱方法，其特征是對(duì)結(jié)晶輥進(jìn)行加熱，其加熱技術(shù)可以模擬薄帶連鑄的平穩(wěn)工作段時(shí)實(shí)際熱輸入過(guò)程，當(dāng)結(jié)晶輥的工作狀態(tài)接近或達(dá)到實(shí)際澆鑄平穩(wěn)工作段時(shí)，再開(kāi)始金屬的澆鑄，使金屬澆鑄過(guò)程直接開(kāi)始于正常平穩(wěn)工作段。加熱技術(shù)為氧燃料火焰幕墻式，助燃?xì)怏w與氣體或液體燃料通過(guò)各自的噴嘴噴出后相互切割形成混合，經(jīng)發(fā)散式的氧焰炬點(diǎn)火，多個(gè)氧焰炬火焰相互交織形成火焰幕墻加熱薄帶連鑄結(jié)晶輥。本發(fā)明解決了薄帶連鑄開(kāi)始澆鑄時(shí)的熔融金屬過(guò)早固化問(wèn)題。
文檔編號(hào)B22D11/16GK1939620SQ20051003020
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者張俊寶, 方園, 史弼 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司