CN207756865U

CN207756865U - 一种热坯角部裂纹在线清理装置

Info

Publication number: CN207756865U
Application number: CN201721864787.1U
Authority: CN
Inventors: 吴丙恒; 唐复平; 费鹏; 周福鼎
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2018-08-24
Anticipated expiration: 2027-12-27

Abstract

本实用新型涉及一种热坯角部裂纹在线清理装置，设置在连铸机的扇形段和火切机之间；包括内弧清理枪、外弧清理枪、侧面渣处理水枪、内弧水幕、外弧水幕、夹钳、小车和大车；大车横跨于铸坯运送辊道上方，2个小车分别设于大车两侧并可沿垂直于铸坯输送的方向往复移动；2个夹钳分别设于两侧小车上；2组内弧清理枪、2组外弧清理枪和2组侧面渣处理水枪分别在两侧小车上各设置1组，实用新型能够对铸坯四角的角部同时进行清理，使其平滑过渡，有效避免“角部重清”区域过大、钢铁料损耗高的缺点；且在线清理不影响连铸生产节奏。

Description

一种热坯角部裂纹在线清理装置

技术领域

本实用新型涉及连铸生产技术领域，尤其涉及一种适用于在线清理热铸坯四角角部裂纹的热坯角部裂纹在线清理装置。

背景技术

受目前连铸工艺水平的制约，经连铸机生产的如管线钢等品种的板坯，角部通常会存在裂纹，产品不能满足热送要求，只能下线清理，再上线冷送，不仅制约生产效率，更损失大量热能、增加碳排放。

申请号为201410816308.3的中国专利公开了“一种板坏角部清理装置及清理方法”，将清理装置设置在连铸机二冷室出口与火切机之间，包括喷嘴、烧嘴、介质箱、横移设备、同步设备，介质箱与烧嘴、喷嘴固定连接，介质箱、同步设备设置在横移设备上，同步设备带动介质箱、喷嘴及烧嘴沿铸坯移动方向移动，介质箱为烧嘴提供燃气；介质箱为喷嘴供水。该技术方案的优点是：适用于连铸机生产的管线钢等铸坯内弧侧两个角部的裂纹清理，清扫装置设置在连铸机生产线上，实现在线清理裂纹，不影响在线正常生产；不占用生产周转环节，热送率大大提高，无需人工清理，节省大量劳务。但是其无法实现4个角部裂纹的清理。

发明内容

本实用新型提供了一种热坯角部裂纹在线清理装置，能够对铸坯四角的角部同时进行清理，使其平滑过渡，有效避免“角部重清”区域过大、钢铁料损耗高的缺点；且在线清理不影响连铸生产节奏。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种热坯角部裂纹在线清理装置，设置在连铸机的扇形段和火切机之间；包括内弧清理枪、外弧清理枪、侧面渣处理水枪、内弧水幕、外弧水幕、夹钳、小车和大车；大车横跨于铸坯运送辊道上方，2个小车分别设于大车两侧并可沿垂直于铸坯输送的方向往复移动；2个夹钳分别设于两侧小车上用于夹持铸坯，夹钳夹住铸坯后带动大车与铸坯随动；2组内弧清理枪、2组外弧清理枪和2组侧面渣处理水枪分别在两侧小车上各设置1组，其中内弧清理枪对应设于铸坯内弧两侧角部的内上方；外弧清理枪对应设于铸坯外弧两侧角部的外上方；侧面渣处理水枪对应设于铸坯两侧面的外上方；内弧水幕为2组，分别对应设于铸坯运送辊道的两侧；外弧水幕对应设于铸坯的下方。

所述内弧清理枪、外弧清理枪均包括枪体、喷嘴及冷却水通道，枪体前端设喷嘴，喷嘴的中心设清理孔，清理孔的周边设预热孔，清理孔与清理氧气管道连接，预热孔与可燃气体及预热氧气管道连接；枪体的外围设冷却水通道，冷却水通道连接外部冷却水管道。

所述侧面渣处理水枪上设圆柱形喷嘴。

所述内弧水幕和外弧水幕由多个并排设置的扇形喷嘴组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)区别于常规采用火焰表面清理的“角部重清”，真正清理角部、平滑过渡，能有效避免“角部重清”区域过大、钢铁料损耗高的缺点；

2)利用连铸机扇形段及拉矫设备代替传统的“铸坯夹送装置”、利用铸机渣处理系统作为“清理渣处理系统”，节省大量设备投资、不占用土地资源；

5)可实现不占用生产时间改造、不停机调试，不影响现有生产节奏；

6)铸坯无需下线、直接热送，不影响任何工艺环节，节省大量能源等成本。

附图说明

图1是本实用新型所述热坯角部裂纹在线清理装置的结构示意图。

图2是本实用新型所述热坯角部裂纹在线清理装置的定位关系示意图。

图中：1、2.内弧清理枪 3、4.外弧清理枪 5、6.侧面渣处理水枪 7、8.内弧水幕 9、10.夹钳 11、12.小车 13.外弧水幕 14.大车 15.铸坯

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述一种热坯角部裂纹在线清理装置，设置在连铸机的扇形段和火切机之间；包括内弧清理枪、外弧清理枪、侧面渣处理水枪、内弧水幕、外弧水幕、夹钳、小车和大车；大车横跨于铸坯运送辊道上方，2个小车分别设于大车两侧并可沿垂直于铸坯输送的方向往复移动；2个夹钳分别设于两侧小车上用于夹持铸坯，夹钳夹住铸坯后带动大车与铸坯随动；2组内弧清理枪、2组外弧清理枪和2组侧面渣处理水枪分别在两侧小车上各设置1组，其中内弧清理枪对应设于铸坯内弧两侧角部的内上方；外弧清理枪对应设于铸坯外弧两侧角部的外上方；侧面渣处理水枪对应设于铸坯两侧面的外上方；内弧水幕为2组，分别对应设于铸坯运送辊道的两侧；外弧水幕对应设于铸坯的下方。

所述侧面渣处理水枪上设圆柱形喷嘴。

所述内弧水幕和外弧水幕由多个并排设置的扇形喷嘴组成。

本实用新型应用的原理如下：

1)预热：铸坯角部在可燃气体的灼烧下(简称“预热”)，金属会逐渐熔融，形成一部分熔融的金属(简称“熔池”)。

反应原理：C₃H₄+5O₂→3CO₂+4H₂O；

2)清理：利用氧化反应产生的热量对金属材料(铸坯)进行清理，熔池在吹扫氧气的推动下向前方移动，从而使铸坯角部裂纹被清理掉。

反应原理：Fe+1/2O₂→FeO+64kcal；

2Fe+3/2O₂→Fe₂O₃+195kcal；

3Fe+2O₂→Fe₃O₄+267kcal；

常规清理方法：在线板坯火焰清理装备一般置于火切机之后的输出辊道上，包含对中装置、夹持装置、驱动装置及清理装备等。

本实用新型所述热坯角部裂纹在线清理装置设置在扇形段和火切机之间，不影响铸机任何功能。“扇形段”相当于常规板坯清理系统的“夹持装置”、“拉矫设备”相当于常规板坯清理系统的“驱动装置”，清理装置自动对中，无需额外设置对中装置，省去大量装备投资。

本实用新型所热坯角部裂纹在线清理装置中各部件的功能如下：

1)内弧清理枪1、2：沿铸坯15宽度方向在铸坯15两侧各设一组,并固定于小车11、12上，清理作业时，分别位于铸坯15内弧两侧角部的内上方。可燃气体与预热氧在枪体内按比例混合，经烧嘴外周预热孔喷出、点燃而实现预热功能，形成预定熔池；清理氧气经枪体中间管道由烧嘴中间清理孔喷出，与熔池发生氧化反应，实现清理功能；内弧清理枪1、2具有强制水冷功能。

2)外弧清理枪3、4：沿铸坯15宽度方向在铸坯15两侧各设一组,固定于小车11、12上，清理作业时，分别位于铸坯15外弧两侧角部的外上方。可燃气体与预热氧在枪体内按比例混合，经烧嘴外周预热孔喷出、点燃而实现预热功能，形成预定熔池；清理氧气经枪体中间管道由烧嘴中间清理孔喷出，与熔池发生氧化反应，实现清理功能；外弧清理枪3、4具有强制水冷功能。

3)侧面渣处理水枪5、6:沿铸坯15宽度方向在铸坯15两侧各设一组,固定于小车11、12上，清理作业时，分别位于铸坯15两侧面的外上方，其水嘴喷出高压水柱，将铸坯15侧面残留的钢渣打掉、打碎，并送入渣沟。

4)内弧水幕7、8：分别设于铸坯运送辊道两侧，其通过组合扇面喷嘴喷出高压水，捕捉内弧清理枪1、2吹出的熔渣(Fe氧化物)，并击碎、送入渣沟。

5)外弧水幕13：位于铸坯15下方，其通过组合扇面喷嘴喷出高压水，捕捉外弧清理枪3、4吹出的熔渣(Fe氧化物)，并击碎、送入渣沟。

6)夹钳9、10：沿铸坯15宽度方向在铸坯15两侧各设一组,固定于小车11、12上，同时动作夹住铸坯15的两侧面，实现装置定位及随动夹持功能。

7)小车11、12：沿铸坯15宽度方向在铸坯15两侧各设一台，其作用是带动内弧清理枪1、2，外弧清理枪3、4，侧面渣处理水枪5、6、夹钳9、10等垂直于铸流方向往复移动。

8)大车14：用于带动小车11、12等沿铸流方向往复移动。

以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

本实施例中，对厚度为200mm(宽度不限)的铸坯15进行在线角部裂纹清理，步骤如下：

1)在连铸机的扇形段和火切机之间增设热坯角部裂纹在线清理装置；

2)热坯角部裂纹在线清理装置定位(如图2所示)；

确定定位基准；

三维坐标：以小车11、12上固定内弧清理枪1的固定板平面与铸坯15上表面、对应侧铸坯15侧面的交汇点为原点O，原点沿铸坯15上表面与侧面相交线逆铸流方向为X轴正向，原点沿铸坯15上表面并垂直指向铸坯15中心方向为Y轴正向,原点垂直于铸坯15上表面向上方向为Z轴正向，建立坐标系；

三条轴线：设内弧清理枪1、2烧嘴的轴线为a，外弧清理枪3、4烧嘴的轴线为b，侧面渣处理水枪5、6的水嘴轴线为c；

三个中心：设内弧清理枪1、2的烧嘴端面中心为O₁，外弧清理枪3、4的烧嘴端面中心为O₃，侧面渣处理水枪5、6的水嘴端面中心为O₅；

装置定位：

内弧清理枪1、2位于XZ平面第一象限内，轴线a与X轴正向夹角为35°，与XY面夹角为25°；O₁坐标为(80，35，22)。

外弧清理枪3、4位于XZ平面第一象限内,轴线b与X轴正向夹角为35°，与XZ面夹角为25°；O₃坐标为(40，-22，-165)。

侧面渣处理水枪5、6的轴线c平行于Y轴，O₅坐标为(55，-2.5，3)，水压≥120bar(水嘴内径为4mm)；

2组内弧清理枪1、2，外弧清理枪3、4及侧面渣处理水枪5、6分别按铸流中心线镜像定位；

内弧水幕7、8位于铸坯运送辊道外侧200mm处，与XZ面夹角为30°，2组内弧水幕7、8按铸流中心线镜像定位，水压≥120bar；

外弧水幕13位于大车14下方、内弧水幕7、8的内侧，与XY面平行，与铸坯15下表面间距为100mm，水压≥120bar；

3)预热准备：内弧水幕7、8和外弧水幕13通水，内弧清理枪1、2和外弧清理枪3、4点火；

4)预热定位：小车11、12向铸坯15中心移动，夹钳9、10分别抵住铸坯15两个侧面后自动停止，内弧清理枪1、2，外弧清理枪3、4及侧面渣处理水枪5、6按预设位置自动精确对位；

5)预热：预热燃气及预热氧阀开，内弧清理枪1、2、外弧清理枪3、4开始预热，大车14与铸坯15同步移动，保证预热点不变；丙烷压力≥1.0bar，氧气压力≥5.0bar，预热18s，在铸坯15角部形成熔池，预热过程结束；

6)清理：熔池形成后，清理氧气阀门按预设开度开启，夹钳9、10松开，大车14不再随铸坯15移动，铸坯15移动过程中，熔池与清理氧做相对运动，连续完成清理过程；因为各清理枪1、4与X、Y、Z轴分别具有一个夹角，其对应熔池的一部分沿X轴正方向得以保留并保持连续，另一部分沿清理枪1-4轴线方向脱离铸坯进入对应水幕；氧气压力≥10.0bar；

7)烟气捕集及渣处理：内弧清理枪1、2清理的钢渣进入内弧水幕7、8，随粒化水进入渣沟；外弧清理枪3、4清理的钢渣进入外弧水幕13，随粒化水进入渣沟；侧面渣处理水枪5、6的水柱沿铸坯15侧面向下喷出，将清理过程中残留在铸坯15侧面的钢渣打碎并进入下方渣沟。

经清理的铸坯角部裂纹全部清除，并实现平滑过渡。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种热坯角部裂纹在线清理装置，其特征在于，设置在连铸机的扇形段和火切机之间；包括内弧清理枪、外弧清理枪、侧面渣处理水枪、内弧水幕、外弧水幕、夹钳、小车和大车；大车横跨于铸坯运送辊道上方，2个小车分别设于大车两侧并可沿垂直于铸坯输送的方向往复移动；2个夹钳分别设于两侧小车上用于夹持铸坯，夹钳夹住铸坯后带动大车与铸坯随动；2组内弧清理枪、2组外弧清理枪和2组侧面渣处理水枪分别在两侧小车上各设置1组，其中内弧清理枪对应设于铸坯内弧两侧角部的内上方；外弧清理枪对应设于铸坯外弧两侧角部的外上方；侧面渣处理水枪对应设于铸坯两侧面的外上方；内弧水幕为2组，分别对应设于铸坯运送辊道的两侧；外弧水幕对应设于铸坯的下方。

2.根据权利要求1所述的一种热坯角部裂纹在线清理装置，其特征在于，所述内弧清理枪、外弧清理枪均包括枪体、喷嘴及冷却水通道，枪体前端设喷嘴，喷嘴的中心设清理孔，清理孔的周边设预热孔，清理孔与清理氧气管道连接，预热孔与可燃气体及预热氧气管道连接；枪体的外围设冷却水通道，冷却水通道连接外部冷却水管道。

3.根据权利要求1所述的一种热坯角部裂纹在线清理装置，其特征在于，所述侧面渣处理水枪上设圆柱形喷嘴。

4.根据权利要求1所述的一种热坯角部裂纹在线清理装置，其特征在于，所述内弧水幕和外弧水幕由多个并排设置的扇形喷嘴组成。