[发明专利]坯尾在线保温装置及方法

说明书

本发明提供一种坯尾在线保温装置及方法，属于金属铸造加工技术领域，其中坯尾在线保温装置用于立式半连铸铸坯的保温，位于铸坯坯尾外侧、结晶器下侧和铸坯保温罩上侧，包括由上至下依次排布的坯尾固定机构、测温机构和加热机构，坯尾固定机构位于坯尾的末端，用于限定铸坯在拉坯方向上的位置，加热机构包括感应加热线圈和用于调节感应加热参数的感应加热控制器，感应加热线圈套设于坯尾外侧，用于在线感应加热坯尾，测温机构用于检测坯尾的坯壳温度，并将坯壳温度实时传送至感应加热控制器；与现有技术相比，本发明坯尾在线保温装置具有适用于立式半连铸铸坯的保温、无需改变立式半连铸设备的结构和保温时间长的优点。

技术领域

本发明涉及金属铸造加工技术领域，具体而言，涉及一种坯尾在线保温装置及方法。

背景技术

立式半连铸是生产变形钢铸锭的方法，主要工艺是将金属液以一定的浇铸速度连续注入垂直放置的铸型结晶器中，待结晶器中的金属液冷却形成一定厚度的坯壳后，通过引锭装置缓慢将铸坯沿着垂直方向向下拉出，直到拉出计划生产的铸坯长度，再进入自然凝固阶段。但在自然凝固阶段中，铸坯的坯壳内部还盛有大量未凝固金属液，金属液通过铸坯不断向外界传热，铸坯顶部的金属液面逐步下降，金属液凝固前沿与铸坯的坯壳相互连接并向铸坯中心推进，自上而下形成一个圆锥形的缩孔，并在缩孔下方出现疏松等内部缺陷。

为了消除钢铸锭的缩孔和疏松等缺陷，本领域技术人员通常采用热顶结晶器技术，通过延缓结晶器弯月面处传热、减少瞬间热流值，降低初生坯壳强度，延缓弯月面处皮下钩状结构的长度和生长速度，从而提高铸坯的表面质量。但热顶结晶器技术在铸造铸坯中存在以下局限：首先，铸坯的铸造凝固时间通常达到10h以上，常用的热顶结晶器技术很难保证结晶器热顶内的钢水不凝固；其次，钢铸锭的立式半连铸工艺通常采用中间包长水口将钢液浇注于结晶器，再在结晶器下侧设置铸坯保温罩对拉出的大型铸坯进行保温，如果采用热顶结晶器技术，则需要在结晶器与中间包之间插入保温冒口装置，这会导致长水口的长度超过常规设计，导致浇注过程中出现浇道堵塞风险，影响浇注稳定性。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种适用于立式半连铸铸坯的保温、无需改变立式半连铸设备的结构和保温时间长的坯尾在线保温装置。

本发明提供一种坯尾在线保温装置，用于立式半连铸铸坯的保温，位于铸坯坯尾外侧、结晶器下侧和铸坯保温罩上侧，包括由上至下依次排布的坯尾固定机构、测温机构和加热机构，坯尾固定机构位于坯尾的末端，用于限定铸坯在拉坯方向上的位置，加热机构包括感应加热线圈和用于调节感应加热参数的感应加热控制器，感应加热线圈套设于坯尾外侧，用于在线感应加热坯尾，测温机构用于检测坯尾的坯壳温度，并将坯壳温度实时传送至感应加热控制器。

与现有技术相比，本发明通过在铸坯坯尾外侧设置加热机构，用于对坯尾进行加热，以降低坯尾内部金属液的凝固速度，有效消除铸坯的缩孔和疏松缺陷；另外，通过将加热机构限定为感应加热线圈，在集肤效应的作用下，对凝固坯壳加热效果较强，对铸坯内部金属液加热效果较弱，凝固坯壳起到保温冒口作用，可有效减缓铸坯在长时间凝固过程中内部金属液的凝固速度，也可以对坯尾进行长时间加热，延长坯尾保温时间，从而为铸坯芯部金属液补缩创造有利条件；再者，感应加热线圈设置在铸坯中部，避免了因铸坯内部金属液的电磁搅拌现象而产生的卷渣风险；再者，通过采用测温机构对坯尾的坯壳温度进行检测，将坯壳温度传送至感应加热控制器，实时指导感应加热控制器调节感应加热参数，以满足坯尾保温需求并降低坯尾重熔风险；再者，在铸坯头部有引锭装置支撑的情况下，将坯尾固定机构安装在坯尾的末端位置，有效抑制铸坯晃动；再者，由于立式半连铸设备的结晶器与铸坯保温罩并不连接，因此只要调整结晶器与铸坯保温罩的相对位置，并将坯尾在线保温装置设置在它们中间，即可在不影响铸坯浇注的情况下对铸坯保温，无需改变立式半连铸设备的结构，装置适用性广。

作为优选，坯尾固定机构包括多个夹块和驱动夹块张开或闭合的夹持器，当多个夹块张开时，铸坯沿拉坯方向移动，当多个夹块闭合时，铸坯与坯尾固定机构保持相对固定。