磁悬浮式水平履带连铸结晶器

摘要

本发明为一种磁悬浮式水平履带连铸结晶器，其包括机座、熔池组、履带组、喷水组和导辊组。履带组包括电机、驱动辊、支撑辊、闭环履带和磁块。闭环履带由销轴组和连杆组串联联接铜板组组成。驱动辊和支撑辊分别驱动与支撑闭环履带，磁块位于闭环履带内侧。双宽履带与双窄履带围成连铸结晶器的矩形柱空腔。在连铸时，钢水注入结晶器的空腔，驱动辊驱动双宽、窄履带循环运动，利用磁块产生磁悬浮力，喷水组冷却履带铜板组，使空腔的钢水形成铸坯，再由导辊组支撑铸坯前行，能实现钢水和铸坯与结晶器无接触连铸，消除连铸坯表面振痕，大大提高铸坯的质量，避免后期表面处理量，显著提高连铸成材率。

权利要求

1.一种磁悬浮式水平履带连铸结晶器，其包括履带组、机座、熔池组、喷水组和导辊组，其特征在于：所述履带组包括双宽履带组和双窄履带组，所述双宽履带组与所述双窄履带组围成连铸结晶器的矩形柱空腔，金属液流过空腔时与空腔内侧壁保持固定间隙；

所述双宽履带组和所述双窄履带组均包括电机、驱动辊、支撑辊、闭环履带和磁块，所述磁块与所述机座固连，并位于所述闭环履带的内侧，所述磁块与控制电路相连，以产生稳定磁场使金属液悬浮，所述电机与所述机座固连，所述驱动辊和所述支撑辊均与所述机座转动联接，所述电机的驱动轴与所述驱动辊同轴线连接；

所述闭环履带包括销轴组、连杆组和铜板组，所述销轴组和所述连杆组串联联接所述铜板组，构成所述闭环履带，所述闭环履带的两端分别与所述支撑辊和所述驱动辊通过链传动联接；

所述机座与所述喷水组固连，所述喷水组沿所述双宽履带组和所述双窄履带组的外侧纵向等间距设置，所述熔池组与所述机座的左端固连，所述熔池组包括左磁块和出钢水管挡块，所述左磁块与结晶器的空腔的左端面通过所述出钢水管挡块相连以进行密封。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮式水平履带连铸结晶器，其特征在于：调节组件与所述机座固连，所述导辊组与调节组件进行转动联接，所述导辊组与所述驱动辊相互平行，支撑铸坯前行。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮式水平履带连铸结晶器，其特征在于：所述调节组件包括滚珠丝杆、导向杆、调节板和锁紧装置，所述导辊组固定在所述调节板上，两个调节板间通过轴线相互平行的滚珠丝杆、导向杆相连，所述锁紧装置设于所述调节组件的侧面。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮式水平履带连铸结晶器，其特征在于：所述喷水组均对应设有水循环组件，能将冷却所述铜板组后的热水进行收集、二次利用及循环。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮式水平履带连铸结晶器，其特征在于：所述出钢水管挡块为矩形。

说明书

磁悬浮式水平履带连铸结晶器

技术领域

[0001] 本发明属于连铸技术领域，涉及一种适用于钢铁金属的磁悬浮式水平履带连铸结晶器。

背景技术

[0002] 钢铁等金属的连铸过程是将金属液注入结晶器，冷却成型得到连铸坯。为了避免金属液与结晶器壁粘结，通过传动装置驱动结晶器上下往复运动，使结晶器壁与连铸坯之间相对运动。这样能够使连铸坯被顺利拉出结晶器。但是，由于结晶器采取往复运动模式，导致连铸坯表面形成振痕，这对铸坯的质量带来很大的负面影响。铸坯表面的横裂纹常常在振痕的根部产生。另外，夹杂和气泡等易于在振痕根部聚集。因此一些高品质钢种的连铸坯，需要经过“扒皮”处理后才能轧制。否则轧材的废品率会比较高。另外，由于振动式结晶器的往复振动方式，存在保护渣对连铸坯与结晶器之间的下半部间隙填充不足的问题，因而导致连铸坯与结晶器之间传热的不均匀，往往容易造成铸坯纵裂纹等缺陷。专利CN 107790653 A，所述结晶器宽壁和结晶器窄壁均采用耐磨耐蚀钢带加工而成。专利CN 
102049478 A不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置，用于连续生产不锈钢复合板坯。

[0003] 目前的悬浮技术主要包括磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、电悬浮、粒子束悬浮等，其中磁悬浮技术比较成熟。磁悬浮技术实现形式比较多，主要可以分为系统自稳的被动悬浮和系统不能自稳的主动悬浮等。目前磁悬浮技术成功用于磁悬浮列车。由无接触的磁力支承、磁力导向和线性驱动系统组成的新型交通工具。磁悬浮技术中无接触的磁力支承连铸过程中运动的钢水和铸坯，提高连铸成材率将是未来连铸装备发展方向。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供一种在连铸过程中磁悬浮式水平履带连铸结晶器。利用磁悬浮推力，避免在连铸的过程中钢水和铸坯与水平履带接触，消除连铸坯表面振痕，大大提高铸坯的质量。从而减少表面处理量，显著提高连铸成材率。

[0005] 本发明提供一种磁悬浮式水平履带连铸结晶器，其包括机座、履带组、熔池组、喷水组和导辊组，所述履带组包括双宽履带组和双窄履带组，所述双宽履带组与所述双窄履带组围成连铸结晶器的矩形柱空腔，金属液流过空腔时与空腔内侧壁保持固定间隙；所述双宽履带组和所述双窄履带组均包括电机、驱动辊、支撑辊、闭环履带和磁块，所述磁块与所述机座固连，并位于所述闭环履带的内侧，所述磁块与控制电路相连，以产生稳定磁场使金属液悬浮，所述电机与所述机座固连，所述驱动辊和所述支撑辊均与所述机座转动联接，所述电机的驱动轴与所述驱动辊同轴线连接；所述闭环履带包括销轴组、连杆组和铜板组，所述销轴组和所述连杆组串联联接所述铜板组，构成所述闭环履带，所述闭环履带的两端分别与所述支撑辊和所述驱动辊通过链传动联接；所述机座与所述喷水组固连，所述喷水组沿所述双宽履带组和所述双窄履带组的外侧纵向等间距设置，所述熔池组与所述机座的左端固连，所述熔池组包括左磁块和出钢水管挡块，所述左磁块与结晶器的空腔的左端面通过所述出钢水管挡块相连以进行密封。

[0006] 优选地，调节组件与所述机座固连，所述导辊组与调节组件进行转动联接，所述导辊组与所述驱动辊相互平行，支撑铸坯前行。

[0007] 优选地，所述调节组件包括滚珠丝杆、导向杆、调节板和锁紧装置，所述导辊组固定在所述调节板上，两个调节板通过轴线相互平行的滚珠丝杆、导向杆相连，所述锁紧装置设于所述调节组件的侧面。

[0008] 优选地，所述喷水组均对应设有水循环组件，能将冷却所述铜板组后的热水进行收集、二次利用及循环。

[0009] 优选地，所述出钢水管挡块为矩形。

[0010] 本发明的有益效果如下：

[0011] (1)利用磁悬浮力，实现钢水和铸坯与结晶器无接触连铸，消除连铸坯表面振痕，大大提高铸坯的质量，避免后期表面处理量，显著提高连铸成材率；

[0012] (2)水平连铸的整体设备紧凑，所需厂房举架高度小，且无需矫直设备：

[0013] (3)避免使用复杂的结晶器振动装置。

附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0015] 图1是本发明的主视图。

[0016] 图2是本发明的A-A处剖视图。

[0017] 图3是本发明的B-B处剖视图。

[0018] 附图标记：

[0019] 1-机座，2-熔池组，3-喷水组，4-导辊组，5-铸坯，6-电机，7-驱动辊，8-支撑辊，9-闭环履带，10-磁块，11-销轴组，12-连杆组，13-铜板组，14-出钢水管挡块，15-左磁块，16-调节组件。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。为便于读者理解，依据图1中的方位，对装置进行描述。

[0022] 如图1-图3所示，一种磁悬浮式水平履带连铸结晶器，不同于传统连铸机将金属液在竖直方向进行冷却，再由弯曲辊将铸坯改为水平状态，由矫直机进行矫直和应力释放，在本发明中，金属液进入水平连铸结晶器后，以铸坯形态直接沿水平输出，不仅能降低厂房设计高度或空间实际占用率，同时，能减少矫直机设备的使用，减少铸坯内部应力。磁悬浮式水平履带连铸结晶器主要包括机座1、履带组、熔池组2、喷水组3和导辊组4，通过履带组，能实现冷却铜板的连续运转，并在履带内部为磁块10提供安装空间，履带组的数量与设置方式并不局限于图2，以图2为例，履带组包括双宽履带组和双窄履带组，两个宽履带组相对设置，两个窄履带组相对设置，宽履带组与窄履带组间隔设置，首尾相连围成连铸结晶器的矩形柱空腔，金属液由结晶器空腔的一端流入，在流过空腔时呈悬浮式与空腔内侧壁保持固定间隙，避免在连铸的过程中金属液和连铸结晶器接触，以消除连铸坯表面振痕。

[0023] 如图3所示，双宽履带组、双窄履带组均包括电机6、驱动辊7、支撑辊8、闭环履带9和磁块10，电机6与机座1固连，驱动辊7和支撑辊8均与机座1转动联接，电机6的驱动轴可直接与驱动辊7同轴线连接，也可串联减速机后与驱动辊7连接，驱动辊7的旋转方向决定了闭环履带9的旋转方向，而优选的，相对设置的两个闭环履带9的运动方向相反，以保证在同一竖直截面上金属液冷却效果的对称性，如图1中，上侧闭环履带9及驱动辊7的转动方向与下侧闭环履带9及驱动辊7的转动方向相反。磁块10与机座1固连，并位于闭环履带9内侧，磁块10背部设有接头与控制电路相连，控制电路通过采集金属液流速与截面尺寸、驱动辊7的转速、冷却强度与连铸速度等参数，调节四个磁块10的通电规律，以产生稳定磁场使金属液呈悬浮态。

[0024] 闭环履带9包括销轴组11、连杆组12和铜板组13，销轴组11和连杆组12串联联接铜板组13，构成闭环履带9，闭环履带9两端分别与支撑辊8和驱动辊7通过链传动联接。喷水组3与机座1固连，并沿双宽履带组、双窄履带组的外侧纵向进行等间距设置，喷水组3喷出流动的冷却水以快速冷却铜板组13，冷却水吸收热能，各喷水组3均对应设有水循环组件，水循环组件包括水收集管路、热能消耗部件和再循环结构，能将冷却铜板组13后的热水进行统一收集、二次利用，再进行下一次循环。

[0025] 熔池组2与机座1左端固连，熔池组2包括左磁块15和出钢水管挡块14，左磁块15也与控制电路相连，以调节通电规律，出钢水管挡块14与结晶器的空腔左端面相连，以避免金属液外泄，左磁块15与结晶器的空腔左端面通过出钢水管挡块14相连，出钢水管挡块14为矩形。

[0026] 导辊组4与驱动辊7相互平行，导辊组4通过调节组件16与机座1相连，导辊组4与调节组件16上的固定转轴进行转动连接，调节组件16与机座1进行滑动连接，并可锁死，通过调节调节组件16，能使导辊组4相对机座1移动，从而改变导辊组4间的间距，满足多种规格铸坯的连铸要求，导辊组4能支撑铸坯前行。调节组件16主要包括滚珠丝杆、导向杆、调节板和锁紧装置，导辊组4分别固定在调节板上，调节板间设有滚珠丝杆，同时两侧对称设有导向杆，锁紧装置通过均匀分布的螺钉进行锁紧。滚珠丝杆与电机相连，能将电机的动力转变为两个调节板的相对移动，两个导向杆进一步对两个调节板的移动方向进行约束，达到铸坯5的设定值后，利用锁紧装置将调节组件16锁死。

[0027] 本发明的使用过程如下：

[0028] 将两个宽履带组和两个窄履带组分别相对设置且首尾相连，形成连铸结晶器的矩形柱空腔，履带组的闭环履带9内部设有磁块10，熔池组2与连铸结晶器间设有左磁块15，各磁块10均与控制电路相连，使产生的磁场强度可控，闭环履带9的外侧纵向等间距设置有喷水组3，喷水组3连续向铜板组13喷射冷却水，喷水组3也与控制电路相连；使冷却强度也可控，连铸结晶器的前端与熔池组2相连，连铸结晶器的后端与导辊组4。

[0029] 首先，根据铸坯5厚度需求设置调节组件16，即结合滚珠丝杆的导程参数来设置电机的转角，带动调节板移动至设定位置。同时，根据设备产能需求设置连铸速度，进而调节金属液流速、磁场强度、驱动辊7转速和冷却强度等参数。

[0030] 然后，将磁块10、左磁块15通电，使金属液由熔池组2流入结晶器空腔，出钢水管挡块14保证熔池组2与连铸结晶器间的密封效果，金属液在流过空腔时受磁场影响，金属液呈悬浮式与空腔内侧壁保持固定间隙，从而避免在连铸的过程中金属液和连铸结晶器接触，以消除连铸坯表面振痕；喷水组3连续向铜板组13喷射冷却水，使连续运动的闭环履带9外侧的铜板组13冷却，金属液与铜板组13间进行热传递，金属液外侧首先放热变为固态，再由导辊组4进行轧制。

[0031] 最后，冷却水吸收热能后通过水收集管路进入水循环组件，在其它设备处进行热能利用，冷却水而后再次进入再循环结构，进行下一次循环。

[0032] 该连铸结晶器整体设备紧凑，所需厂房举架高度小，能直接连入现有工厂的生产线中；通过利用磁悬浮力，实现钢水和铸坯与结晶器无接触连铸，消除连铸坯表面振痕，大大提高铸坯的质量，避免后期表面处理量，显著提高连铸成材率；水循环组件能提高设备的能源利用率，而调节组件16能实现多种规格的金属板材加工。

[0033] 以上所述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应该理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。