一種鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器的制造方法
【專利摘要】一種鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，包括雙水套式結(jié)晶器鋼套和鑲嵌在其內(nèi)的高純石墨套，雙水套式結(jié)晶器鋼套包括結(jié)晶器鋼套內(nèi)套、設(shè)在其外的結(jié)晶器鋼套外套，結(jié)晶器鋼套內(nèi)套上設(shè)有梯形截面螺旋水道，梯形截面螺旋水道中設(shè)有隔板，將梯形截面螺旋水道分成梯形截面螺旋水道I和梯形截面螺旋水道II兩部分，結(jié)晶器鋼套外套上分別焊接有主套A進(jìn)水管、主套A出水管、副套B進(jìn)水管和副套B出水管，主套A進(jìn)水管、主套A出水管分別與梯形截面螺旋水道I相連通并形成主套A，副套B進(jìn)水管和副套B出水管分別與梯形截面螺旋水道II相連通并形成副套B。本發(fā)明充分發(fā)揮雙水套分別控制的水平連鑄的工藝優(yōu)勢(shì)，避免漏爐，提高拉拔速度，降低成本。
【專利說(shuō)明】一種鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鑄鐵水平連續(xù)鑄造的生產(chǎn)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鑄鐵水平連續(xù) 鑄造雙水套式結(jié)晶器。

【背景技術(shù)】
[0002] 鑄鐵水平連續(xù)鑄造是現(xiàn)代高品質(zhì)鑄鐵毛坯生產(chǎn)的新型技術(shù)，已被列為國(guó)家級(jí)科技 成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。"鑄鐵水平連鑄技術(shù)"被國(guó)家環(huán)?？偩趾蛧?guó)家經(jīng)貿(mào)委聯(lián)合公告2003年 第23號(hào)[國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)導(dǎo)向目錄](méi)第16項(xiàng)，被認(rèn)定為重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展的清潔 制造技術(shù)項(xiàng)目。由于連鑄鑄鐵型材在產(chǎn)品質(zhì)量和其優(yōu)良的綜合力學(xué)性能、高的致密性、良好 的加工性能及價(jià)格上無(wú)以比擬的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在機(jī)械、液壓、冶金、紡織、印刷等行業(yè)和領(lǐng)域得 到了廣泛應(yīng)用，成為目前產(chǎn)品升級(jí)和更新?lián)Q代的首選材料，近十年來(lái)該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)得到 了推廣和快速發(fā)展。
[0003] 連接在保溫爐下部的水冷石墨套結(jié)晶器是鑄鐵水平連續(xù)鑄造生產(chǎn)的核心，其冷卻 效果會(huì)直接影響水平連鑄工藝的順利實(shí)施和鑄鐵材質(zhì)及顯微組織結(jié)構(gòu)。在水平連鑄生產(chǎn) 過(guò)程中，鐵水的熱量通過(guò)鑲嵌于水冷鋼套結(jié)晶器內(nèi)的高純石墨將熱量傳導(dǎo)至水冷鋼套結(jié)晶 器，再通過(guò)循化水將熱量帶出。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，鐵水進(jìn)入石墨套后停留一定時(shí)間迅速降溫 并生成一定厚度的坯殼，當(dāng)能夠承受牽引機(jī)拉拔力時(shí)被以"拉-停-拉"工藝?yán)鼋Y(jié)晶器外， 形成連續(xù)鑄鐵型材。然而，鑄鐵的凝固特點(diǎn)又不能像連續(xù)鑄鋼那樣一味的追求冷卻能力以 提高生產(chǎn)率，鑄鐵的凝固組織與冷卻速度密切相關(guān)，過(guò)大的冷卻速度會(huì)使型材中出現(xiàn)白口 組織（形成碳化物），給機(jī)械加工帶來(lái)一定困難。因此，結(jié)晶器的有效長(zhǎng)度、內(nèi)部的水路、水 流量、水溫等相關(guān)參數(shù)對(duì)鑄鐵的性能影響尤為重要。因而，鑄鐵水平連鑄結(jié)晶器的設(shè)計(jì)原則 與連續(xù)鑄鋼有很大差異。
[0004] 鑄鐵連鑄結(jié)晶器設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮換熱效果，使其具有較好的冷卻能力，但同時(shí)又 要考慮鑄鐵凝固特點(diǎn)，防止出現(xiàn)白口，亦即在不出現(xiàn)白口的前提下盡量發(fā)揮結(jié)晶器的冷卻 能力以得到較高的生產(chǎn)率。影響結(jié)晶器冷卻能力的因素有許多，但鑄鐵凝固所散發(fā)的熱量 主要靠冷卻水帶走，因此掌握影響水冷鋼套冷卻能力的各種因素及其機(jī)理是設(shè)計(jì)好結(jié)晶器 的關(guān)鍵。
[0005]目前，鑄鐵型材水平連續(xù)鑄造普遍采用的方法是單水套矩形截面的螺旋形水道， 這種單個(gè)冷卻水道的矩形截面的螺旋形水道加工容易，但對(duì)換熱能力有較大影響，實(shí)際冷 卻效果不盡人意。同時(shí)，目前使用結(jié)晶器長(zhǎng)度相對(duì)較短，比如生產(chǎn)〇IOOmm的鑄鐵型材結(jié)晶 器的長(zhǎng)度只有250-300mm，0 300mm的鑄鐵型材結(jié)晶器的長(zhǎng)度只有350-400mm左右。這種短 結(jié)晶器直接導(dǎo)致的結(jié)果是不僅容易出現(xiàn)漏爐現(xiàn)象，而且生產(chǎn)效率相對(duì)較低，如生產(chǎn)〇300_ 的鑄鐵型材單班生產(chǎn)能力也很難達(dá)到20噸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，充分發(fā)揮雙水套分 別控制的鑄鐵水平連續(xù)鑄造的工藝優(yōu)勢(shì)，提高連鑄效率，避免漏爐，提高拉拔速度，降低成 本。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，包括雙水 套式結(jié)晶器鋼套和鑲嵌在雙水套式結(jié)晶器鋼套內(nèi)的高純石墨套，雙水套式結(jié)晶器鋼套包括 結(jié)晶器鋼套內(nèi)套、設(shè)置在結(jié)晶器鋼套內(nèi)套外的結(jié)晶器鋼套外套，及設(shè)置在結(jié)晶器鋼套內(nèi)套 和結(jié)晶器鋼套外套兩端的結(jié)晶器石墨擋板法蘭和結(jié)晶器與保溫爐連接法蘭，結(jié)晶器鋼套內(nèi) 套上設(shè)有梯形截面螺旋水道，梯形截面螺旋水道中設(shè)置有隔板，將梯形截面螺旋水道分成 梯形截面螺旋水道I和梯形截面螺旋水道II兩部分，結(jié)晶器鋼套外套上分別焊接有主套A 進(jìn)水管、主套A出水管、副套B進(jìn)水管和副套B出水管,主套A進(jìn)水管、主套A出水管分別與 梯形截面螺旋水道I相連通并形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，即為主套A，副套B進(jìn)水管和副套B 出水管分別與梯形截面螺旋水道II相連通并形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，即為副套B，高純石 墨套上設(shè)有一個(gè)通孔。
[0008] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0009] 主套A出水管靠近結(jié)晶器進(jìn)口一側(cè)，副套B出水管靠近結(jié)晶器出口一側(cè)，主套A進(jìn) 水管和副套B進(jìn)水管分別設(shè)置在隔板兩側(cè)。
[0010] 雙水套式結(jié)晶器鋼套和高純石墨套之間過(guò)盈配合。
[0011] 結(jié)晶器石墨擋板通過(guò)結(jié)晶器石墨擋板螺檢與結(jié)晶器石墨擋板法蘭固定在一起。
[0012] 隔板設(shè)置在梯形截面螺旋水道內(nèi)，通過(guò)焊接與結(jié)晶器鋼套內(nèi)套連接，其具體位置 根據(jù)主套A:副套B的長(zhǎng)度比值確定。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，主套A和副套B 的冷卻水流量可以分別控制，鐵水在結(jié)晶器內(nèi)可以得到良好的冷卻。對(duì)主套A的冷卻水出 口溫度進(jìn)行合理控制，降低了單水套式結(jié)晶器控制難的缺陷，避免單水套式結(jié)晶器入口處 對(duì)鐵水的強(qiáng)烈激冷作用，改變了凝固前沿的冷卻速度，降低了型材表層的碳化物含量，使型 材斷面組織和硬度分布均勻，力學(xué)性能提高，切削加工性能提高，表面光潔，加工余量小，降 低了成本。整個(gè)系統(tǒng)使用安全，操作方便，有效避免了漏爐事故，具有生產(chǎn)效率高，節(jié)約能源 等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)的鑄鐵型材組織致密、均勻性好。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是圖1的局部放大圖；
[0016] 圖3是本發(fā)明結(jié)晶器中結(jié)晶器鋼套內(nèi)套的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中，A.主套，B.副套，1.結(jié)晶器石墨擋板，2.結(jié)晶器石墨擋板法蘭，3.副套B出水管，4.副套B進(jìn)水管，5.主套A進(jìn)水管，6.主套A出水管，7.結(jié)晶器與保溫爐連接法 蘭，8.保溫爐爐體壁，9.保溫爐，10.結(jié)晶器與保溫爐連接螺栓，11.鐵水，12.高純石墨套， 13.結(jié)晶器鋼套外套，14.結(jié)晶器鋼套內(nèi)套，15.結(jié)晶器石墨擋板螺栓，16.鑄鐵型材，17.梯 形截面螺旋水道，18.隔板，19.梯形截面螺旋水道I，20.梯形截面螺旋水道II。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 本發(fā)明一種鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，參見(jiàn)附圖1，包括雙水套式結(jié)晶器 鋼套和鑲嵌在雙水套式結(jié)晶器鋼套內(nèi)的高純石墨套12,如圖2所示，雙水套式結(jié)晶器鋼套 包括結(jié)晶器鋼套內(nèi)套14、設(shè)置在結(jié)晶器鋼套內(nèi)套14外的結(jié)晶器鋼套外套13,及設(shè)置在結(jié)晶 器鋼套內(nèi)套14和結(jié)晶器鋼套外套13兩端的結(jié)晶器石墨擋板法蘭2和結(jié)晶器與保溫爐連接 法蘭7,如圖3所示，結(jié)晶器鋼套內(nèi)套14上設(shè)有梯形截面螺旋水道17,梯形截面螺旋水道17 中設(shè)置有隔板18,將梯形截面螺旋水道17分成梯形截面螺旋水道119和梯形截面螺旋水道 1120兩部分，結(jié)晶器鋼套外套13上分別焊接有主套A進(jìn)水管5、主套A出水管6、副套B進(jìn) 水管4和副套B出水管3,主套A進(jìn)水管5、主套A出水管6分別與梯形截面螺旋水道119 相連通并形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，即為主套A，副套B進(jìn)水管4和副套B出水管3分別與梯 形截面螺旋水道1120相連通并形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，即為副套B，主套A出水管6靠近結(jié) 晶器進(jìn)口一側(cè)，副套B出水管3靠近結(jié)晶器出口一側(cè)，主套A進(jìn)水管5和副套B進(jìn)水管4分 別設(shè)置在隔板18兩側(cè)，高純石墨套12上設(shè)有一個(gè)通孔。
[0020] 雙水套式結(jié)晶器鋼套和高純石墨套12之間過(guò)盈配合，過(guò)盈量一般為0. 1-0. 2_， 其目的是為了使高純石墨套12與雙水套式結(jié)晶器鋼套配合緊密，滿足熱傳導(dǎo)的要求，可以 采用壓力機(jī)壓入方式嵌入。
[0021] 結(jié)晶器石墨擋板1通過(guò)結(jié)晶器石墨擋板螺檢15與結(jié)晶器石墨擋板法蘭2固定在 一起，其作用是以防生產(chǎn)過(guò)程中因牽引力過(guò)大造成高純石墨套12與雙水套式結(jié)晶器鋼套 發(fā)生串動(dòng)而被拉出。
[0022] 隔板18設(shè)置在梯形截面螺旋水道17內(nèi)，通過(guò)焊接與結(jié)晶器鋼套內(nèi)套14連接，其 具體位置根據(jù)主套A:副套B的長(zhǎng)度比值確定。結(jié)晶器鋼套內(nèi)套14由一根厚壁無(wú)縫管加工 而成。
[0023] 高純石墨套12上設(shè)置的通孔截面形狀為圓形、方形、矩形、六邊形及其它異形，其 形狀決定鑄鐵型材16的截面形狀。高純石墨套12上設(shè)置的內(nèi)孔通孔有一定錐度，孔徑從 結(jié)晶器進(jìn)口到結(jié)晶器出口逐漸減小，結(jié)晶器進(jìn)口一端的孔徑尺寸大于結(jié)晶器出口一端的孔 徑尺寸，兩者差值范圍為0.2?0.6mm，其具體差值大小根據(jù)高純石墨套12的總長(zhǎng)度決定， 當(dāng)生產(chǎn)較小截面尺寸的鑄鐵型材時(shí)高純石墨套12的長(zhǎng)度較小，其入口和出口的通孔孔徑 尺寸差值取小值，相反取大值。
[0024] 根據(jù)生產(chǎn)的鑄鐵型材產(chǎn)品直徑不同，雙水套式結(jié)晶器鋼套的內(nèi)孔直徑和長(zhǎng)度及主 要參數(shù)如表1所示。
[0025] 表1生產(chǎn)不同鑄鐵型材對(duì)應(yīng)的水冷鋼套主要參數(shù)
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，其特征在于，包括雙水套式結(jié)晶器鋼套和 鑲嵌在所述雙水套式結(jié)晶器鋼套內(nèi)的高純石墨套（12)，所述雙水套式結(jié)晶器鋼套包括結(jié)晶 器鋼套內(nèi)套（14)、設(shè)置在所述結(jié)晶器鋼套內(nèi)套（14)外的結(jié)晶器鋼套外套（13)，及設(shè)置在結(jié) 晶器鋼套內(nèi)套（14)和結(jié)晶器鋼套外套（13)兩端的結(jié)晶器石墨擋板法蘭（2)和結(jié)晶器與 保溫爐連接法蘭（7)，所述結(jié)晶器鋼套內(nèi)套（14)上設(shè)有梯形截面螺旋水道（17)，所述梯形 截面螺旋水道（17)中設(shè)置有隔板（18)，將梯形截面螺旋水道（17)分成梯形截面螺旋水道 1(19)和梯形截面螺旋水道II (20)兩部分，所述結(jié)晶器鋼套外套（13)上分別焊接有主套A 進(jìn)水管（5)、主套A出水管（6)、副套B進(jìn)水管（4)和副套B出水管（3),所述主套A進(jìn)水管 (5)、主套A出水管（6)分別與梯形截面螺旋水道I (19)相連通并形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)， 即為主套A，所述副套B進(jìn)水管（4)和副套B出水管（3)分別與梯形截面螺旋水道II (20) 相連通并形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，即為副套B，所述高純石墨套（12)上設(shè)有一個(gè)通孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，其特征在于，所述主套A 出水管（6)靠近結(jié)晶器進(jìn)口一側(cè)，所述副套B出水管（3)靠近結(jié)晶器出口一側(cè)，所述主套A 進(jìn)水管（5)和副套B進(jìn)水管⑷分別設(shè)置在隔板（18)兩側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，其特征在于，所述雙水 套式結(jié)晶器鋼套和高純石墨套（12)之間過(guò)盈配合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，其特征在于，所述結(jié)晶 器石墨擋板法蘭（2)上通過(guò)結(jié)晶器石墨擋板螺栓（15)固定有結(jié)晶器石墨擋板（1)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵水平連續(xù)鑄造雙水套式結(jié)晶器，其特征在于，所述隔板 (18)設(shè)置在梯形截面螺旋水道（17)內(nèi)，通過(guò)焊接與結(jié)晶器鋼套內(nèi)套（14)連接，其具體位置 根據(jù)主套A :副套B的長(zhǎng)度比值確定。
【文檔編號(hào)】B22D11/045GK104325098SQ201410571277
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】劉永輝, 徐春杰, 于小榮 申請(qǐng)人:陜西華安鑄鐵型材有限公司