[发明专利]用于金属的连铸成型加工设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属的连铸成型加工设备及方法，尤其涉及用于钢材的连铸成型加工设备和方法。

背景技术

现有的炼钢厂在精炼之后基本上都采用了连续铸锭工艺（连铸工艺）。连铸工艺是将精炼得到的液态钢用连铸机浇注、冷凝、切割而直接得到钢坯的工艺。浇注时把装有钢水的盛钢桶通过盛钢桶运载装置运送到连铸机的上方，经盛钢桶底部的流钢孔把钢水注入到中间包内，打开中间包塞棒（或滑动水口）后，钢水流入到下口用引锭杆头堵塞并能上下振动的结晶器中，钢液沿结晶器周边冷凝成坯壳，当结晶器下端出口处有一定厚度时，带有液心并和引锭装置连在一起的钢坯在拉坯机驱动下，离开结晶器沿着由弧形排列的夹辊支撑下移。与此同时，钢坯被二次冷却装置进一步冷却并继续凝固。当引锭装置进入拉矫机后脱去引锭装置，钢坯在全部凝固或带有液心状态下被矫直。随后在水平位置被切割成一定尺寸的钢坯。

钢坯是生产型钢、板带钢和钢管等成品轧材的半成品。

为了节约能源，提高生产效率从而为企业带来更大的经济效益，目前有一些钢厂已经采用或希望采用直接热装热轧工艺（DHCR，Direct Hot Charge Rolling），其是将铸轧之间的板坯提交方式由批量提交转变为“准流水线”式提交方式。采用了DHCR工艺后，物流在炼钢－连铸－轧线间由液态钢水变成固态板坯，再经加热轧制后变成固态钢卷。

尽管一些钢厂实现了DHCR，但是对于需要采用模锻或辊锻加工的产品，目前仍然是首先通过连铸工艺生产出钢坯，之后将钢坯件整批送到或者先入库后再整批送到模锻车间或辊锻车间进行加工。这种工序就使得在将钢坯件进行模锻或辊锻时还需要进行下料、加热、制坯等工艺，也就是说，其需要在连铸工艺之后对钢坯件进行再次加热，因此使得能耗增加，并且增加了运输费用，而且使得生产周期变长，提高了工厂的生产成本。

另外，对于无缝钢管的生产，目前的加工工艺一般是将管坯经切割机切割，然后送入熔炉内加热，熔炉内加热温度大约为1200摄氏度。管坯出炉后经过压力穿孔机进行穿空。穿孔后，管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压，挤压后脱管定径，定径机通过锥形钻头高速旋转入钢坯打孔形成钢管。

同样，上述传统的无缝钢管的生产工艺就使得在将管坯进行穿孔之前还需要进行切割、加热等工艺，也就是说，其需要在连铸工艺之后对管坯进行切割并且需要再次加热，因此使得能耗增加，并且增加了运输费用，而且使得生产周期变长，提高了工厂的生产成本。

发明内容

为了解决目前炼钢厂（或炼铝厂）和金属零件加工（尤其是模锻加工或辊锻加工或无缝钢管加工）

本发明的一个目的是提供一种用于金属的连铸成型加工方法，其包括如下步骤：

i)通过炼炉调质符合所需条件的液态金属并将液态金属放入中间包中；

ii)利用结晶器接收来自中间包的液态金属并将液态金属冷凝成金属坯；

iii)利用拉矫机将结晶器中的金属坯拉出并矫直；

其特征在于包括以下步骤：

在金属坯从拉矫机中出来后直接用剪切装置将金属坯剪切成所需尺寸的坯件，然后对所述坯件直接进行模锻或辊锻加工使所述坯件成型为所需尺寸和形状的产品，或者对所述坯件进行穿孔加工以形成无缝管件。

根据本发明的一个实施例，所述炼钢（或铝或者钢或铝的合金等）的步骤是通过精炼炉调质符合所需条件的液态金属。

根据本发明的另一个实施例，所述炼钢（或铝或者钢或铝的合金等）步骤包括冶炼、精炼二次步骤以调质符合所需条件的液态金属。也就是说，先通过冶炼炉（例如高炉、转炉等）对金属进行粗炼，然后再通过精炼炉进行精炼配料调质使其达到所需的要求。

优选地，本发明中所述的金属是钢、铁或铝、或铁合金、或铝合金、钢管等。

优选地，本发明的连铸成型加工方法还包括对各个步骤的进行状况和节奏进行实时监控的监控操作。这样，就可以对生产过程中各个环节出现的突发问题及时做出应对方案，调整生产计划，保证生产顺利进行。

根据本发明的另一方面，提供一种用于金属的连铸成型加工设备，其包括：炼炉，用以调质符合所需条件的液态金属；中间包，其容纳由炼炉调质的液态金属；结晶器，用于接收来自中间包的液态金属并将液态金属冷凝成金属坯；拉矫机，将结晶器中的金属坯拉出并矫直；其特征在于还包括：

剪切装置，其直接设置在拉矫机的下游，用于将从拉矫机中出来的金属坯剪切成所需尺寸的坯件；并且还包括：