专利名称：可连续生产洁净细等轴晶铸锭的真空铸模装置的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金铸造技术领域，具体涉及一种可连续生产洁净细等轴晶 铸锭的真空铸模装置。
背景技术：
在公知技术中，以往铸钢锭模通常采用铸钢、铸铁整体铸模，内衬耐火 材料制成。铸锭在钢铁企业所占比例，相对越来越少，然而高强度合金材料 仍离不开铸锭，这是因为铸锭经锻造、轧制，变形比例大，晶粒破碎细化， 内部縮松、裂纹得以消除，金属材料综合机械性能得以提高，但由于原始晶 粒粗大，有害氧化杂质、气体杂质含量多，机械性能仍不够高，虽有部分采 用真空熔铸工艺，但由于受真空装置结构的限制，熔铸均为单炉单铸锭，铸 锭重量受烙炼的限制，设备利用率普遍偏低。
发明内容
为解决现有技术存在上述的问题，本发明的目的在于提供一种可连续生 产洁净细等轴晶铸锭的真空铸模装置，从而可得到原始态洁净呈细等轴晶， 综合机械性能好的真空细等轴晶铸锭，实现多炉连铸同一铸锭或一炉连续铸 多个铸锭，使铸锭大小不受真空熔炼炉的限制，为生产大铸锭提供可能性， 同时降低熔炼设备的成本，提高设备的利用率。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案该可连续生产细等轴晶铸 锭的真空铸模装置具有钢包、中间包、水冷铸模，所述钢包、中间包和水冷 铸模分别置于钢包真空室、中间包真空室内和铸锭真空室内，在钢包真空室下部、中间包真空室的上部和下部、铸锭真空室上部均设有连接管，每个连 接管内均设有球形真空阀，钢包真空室下部的连接管内设有承接钢包出口的 钢包导流水口，中间包的出口连接中间包导流水口，中间包内设有塞棒机构， 其特征在于所述钢包真空室和中间包真空室内分别设有钢包液压升降装置 和中间包液压升降装置，升降装置分别支撑钢包和中间包；所述中间包真空 室为固定结构，所述铸锭真空室设置在锭模真空室快速变换装置上，铸锭真 空室下部位置设有支撑铸锭真空室的液压支撑装置；所述水冷铸模为水冷结 晶器，水冷结晶器由结晶器内模板、结晶器水冷外套和冷却底板组成，结晶 器内模板位于结晶器水冷外套的内腔中，冷却底板设置于结晶器内模板的底 部，结晶器水冷外套通过支架固定在铸锭真空室上，冷却底板的外侧底部设 有变频振动机构，冷却底板由底板升降装置支撑。
所述钢包出口设有引流装置，引流装置的外侧设有自动烧开装置。 所述结晶器内模板是用导热性较高的铜或铜合金材料制成。 所述水冷结晶器的内腔为整体式结构或由多块模板组合式结构，内腔截 面形状为圆形、矩形、多边形。
采用上述技术方案的有益效果是该可连续生产细等轴晶铸锭的真空铸模 装置的钢包、中间包和水冷铸模分别置于独立封闭的钢包真空室、中间包真 空室内和铸锭真空室内，在钢包真空室下部、中间包真空室的上下部、铸锭 真空室上部均设有连接管，每个连接管内均设有球形真空阀，在两个真空室 对接时，球形真空阀关闭，各真空室拥有各自独立的真空度，实现三个室自 由更换。钢包真空室通过连接管与中间包真空室对接，形成钢包真空的快换 结构；铸锭真空室通过连接管与中间包真空室对接，形成铸锭真空室的快换
结构；中间包有足够的容量保证钢包或铸锭模的快速更换时间，实现多炉连 浇一个铸锭或一炉连浇多铸锭。冷却底板设置有液压升降装置，使细等轴晶 铸锭坯沿结晶器轴线方向按一定速度下移产生连续铸锭，从而减小水冷结晶 器长度，冷却底板外侧的变频振动机构的振动使铸锭中匀质细小的等轴晶粒 显著增加，铸锭综合机械性能显著增强，铸锭坯质量高。真空钢包室的钢包 液压升降装置、真空中间包室的中间包液压升降装置是为浇注水口上下移动 插入对接真空装置提供钢水导入通道，防止钢水飞溅。中间包具有足够的容 量以保证在钢包真空快速更换或铸锭真空快速更换时实现连续浇注；塞棒机 构是控制浇注速度及流量的机构，以保证均匀浇注。本发明真空铸模装置在 整个浇注过程钢水位于真空室内，在使用过程中对真空室进行抽真空，降低
02、 H2、 N2等气体的分压，减少了钢水的二次氧化，同时促使钢液中有害气体 02、 H2、 N2等气体的逸出，有害气体的逸出可带动钢液中有害夹杂物上浮逸出 钢液面，使所得金属更纯洁，降低铸锭中的杂质。使用本发明铸造出的洁净 细等轴晶铸锭具有综合力学性能好，可铸大铸坯，经济效益显著之特点。本 发明采用真空室之间的真空快换结构，可以单独对钢包快速更换，而不影响 中间包与铸锭模的浇注系统，锭模真空室快速变换装置也可对铸锭模的单独 快速更换，也不影响钢包与中间包的浇注系统，从而实现连续生产铸锭，实 现多炉连铸同一铸锭或一炉连续铸多个铸锭，使铸锭大小不受真空熔炼炉的 限制，任意连续生产铸锭，为生产大铸锭提供可能性，同时降低熔炼设备的 成本，提高设备的利用率。
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一歩详细说明。 图1为可连续生产细等轴晶铸锭的真空铸模装置的结构示意图。 其中1、钢包真空室；2、中间包真空室；3、锭模真空室；4、钢包真 空室下方连接管；5、中间包真空室上方连接管；6、中间包真空室下方连接 管；7、锭模真空室上方连接管；8、钢包；9、中间包；10、水冷结晶器；11、 水冷结晶器的冷却底板；12、引流装置；13、自动烧开装置；14、钢包导流 水口； 15、钢包液压升降装置；16、塞棒机构；17、中间包液压升降装置； 18、中间包导流水口； 19、结晶器水冷外套支架；20、变频振动机构；21、 底板升降装置；22、锭模真空室快速变换装置；23、铸锭真空室的液压支撑 装置；24、真空阀；25、放气阀。
具体实施例方式
如图1所示，本发明提供的可连续生产洁净细等轴晶铸锭的真空铸模装
置，此装置由钢包8、中间包9、水冷结晶器10组成，钢包8由钢包液压升 降装置15支撑放置在钢包真空室1内，中间包9由中间包液压升降装置17 支撑设置在中间包真空室2内，中间包真空室2为固定式结构，水冷结晶器 10由底板升降装置21支撑设置在锭模真空室3内，真空室1、 2、 3分别设有 真空阀24和放气阀25，在钢包真空室下部具有下方连接管4、中间包真空室 的上部具有上方连接管5，上、下方连接管5、 4相互对接，中间包真空室的 下部和铸锭真空室上部分别设有中间包真空室下方连接管6和锭模真空室上 方连接管7，连接管6、 7相互对接，在每个连接管内均设有球形真空阀，球 形真空阀关闭使各个真空室构成相对独立的真空室。钢包出口设有引流装置 12，引流装置12的外侧设有自动烧开装置13，自动烧开装置13为氧气喷枪， 若引流装置打开不能引流，打开氧气喷枪进行引流，钢包真空室下部的连接
管内设有承接钢包出口的钢包导流水口 14。中间包9的出口连接中间包导流
水口 18，中间包9内设有塞棒机构16，塞棒机构16能够封堵中间包9的出 口，也可调节中间包内钢液的流速。铸锭真空室3的下部位置设有支撑铸锭 真空室的液压支撑装置23，液压支撑装置23升到高位，铸锭真空室3才能与 中间包真空室2对接，铸锭真空室3设置在锭模真空室快速变换装置22上， 快速变换装置22为更换车，液压支撑装置23下降，铸锭真空室3落地并通 过更换车实现快速更换。铸锭真空室3具有铸锭室盖和壳体，壳体内的水冷 结晶器作为水冷铸模，其由结晶器内模板、结晶器水冷外套和冷却底板组成， 结晶器内模板位于结晶器水冷外套的内腔中，结晶器内模板是用导热性较高 的铜或铜合金材料制成，冷却结晶效果较好，水冷结晶器的内腔为整体式结 构或由多块模板组合式结构，内腔截面形状可以为圆形、矩形或多边形，根 据需求可设置内腔截面形状。冷却底板设置于结晶器内模板的底部，结晶器 水冷外套通过支架19固定在铸锭真空室3上，水冷结晶器的冷却底板11由 底板升降装置21连接支撑，冷却底板11在底板升降装置21的升降带动下可 相对于结晶器内模板上下移动，在冷却底板ll的外侧底部设有变频振动机构 20，变频振动机构20可带动水冷结晶器内的钢液振动，使铸锭中匀质细小的 等轴晶粒显著增加，同时增长了铸锭的长度，适应较大铸锭的制作。
具体作业方法
预先将结晶器冷却底板11、振动器20放在底板升降装置21上，结晶器 放在支架19固定好，调节底板升降装置21，使冷却底板ll紧密接触结晶器 IO的底部，将铸锭室盖盖合到铸锭真空室3上，液压支撑装置23处于收縮状 态，调节快速变换装置22使连接管6、 7上下对正，开启液压支撑装置23使
连接管6、 7紧密接触，连接管6、 7中的球形真空阀全部打开。将中间包液
压升降装置17先设置高位，中间包导流水口 18先放入连接管6、 7内，中间 包导流水口 18与中间包9出钢口紧密接触，中间包液压升降装置17下降， 使中间包导流水口 18处于较低位，盖合中间包真空室2的室盖，关闭中间包 真空室2、铸锭真空室3的放气阀25，关闭连接管5中的球形真空阀，打开 中间包真空室2、铸锭真空室3的真空阀24，对中间包真空室2、铸锭真空室 3抽真空。将钢包吊放到钢包液压升降装置15上，盖合钢包真空室1的盖子， 关闭钢包真空室1的放气阀25，打开真空阀24对钢包真空室1抽真空，当钢 包真空室1的真空度与中间包真空室2、铸锭真空室3相接近时，打开连接管 4、 5中的球形真空阀，将钢包导流水口14下移，穿过连接管4、 5中的球形 真空阀，打开引流装置12，使钢包中的钢水下注，若引流不成功，点燃自动 烧开装置13，使之引流，并将钢包液压升降装置15调到低位，当中间包液位 达到一定高度时，启动塞棒机构16使其开启合适的注流，当结晶器10注入 钢水一定高度时，开启变频振动机构20，当结晶器内钢水高度占结晶器高度 4/5时，底板升降装置21保持与结晶器液位注入同速下移，可获得比结晶器 高度长许多倍的铸锭。当锭模达到要求的长度时，塞棒机构16下移封闭钢流， 通过中间包液压升降装置17抬高中间包9和导流水口 18，关闭连接管6、 7 中的球形真空阀，液压支撑装置23收縮，锭模真空室3和中间包真空室2分 离，启动快速更换装置22，更换锭模室。
权利要求
1、一种可连续生产细等轴晶铸锭的真空铸模装置，具有钢包、中间包、水冷铸模，所述钢包、中间包和水冷铸模分别置于钢包真空室、中间包真空室内和铸锭真空室内，在钢包真空室下部、中间包真空室的上部和下部、铸锭真空室上部均设有连接管，每个连接管内均设有球形真空阀，钢包真空室下部的连接管内设有承接钢包出口的钢包导流水口，中间包的出口连接中间包导流水口，中间包内设有塞棒机构，其特征在于所述钢包真空室和中间包真空室内分别设有钢包液压升降装置和中间包液压升降装置，升降装置分别支撑钢包和中间包；所述中间包真空室为固定结构，所述铸锭真空室设置在锭模真空室快速变换装置上，铸锭真空室下部位置设有支撑铸锭真空室的液压支撑装置；所述水冷铸模为水冷结晶器，水冷结晶器由结晶器内模板、结晶器水冷外套和冷却底板组成，结晶器内模板位于结晶器水冷外套的内腔中，冷却底板设置于结晶器内模板的底部，结晶器水冷外套通过支架固定在铸锭真空室上，冷却底板的外侧底部设有变频振动机构，冷却底板由底板升降装置支撑。
2、 根据权利要求1所述的可连续生产细等轴晶铸锭的真空铸模装置，其 特征在于所述钢包出口设有引流装置，引流装置的外侧设有自动烧开装置。
3、 根据权利要求l所述的可连续生产细等轴晶铸锭的真空铸模装置，其 特征在于所述结晶器内模板是用导热性较高的铜或铜合金材料制成。
4、 根据权利要求1所述的可连续生产细等轴晶铸锭的真空铸模装置，其特征在于所述水冷结晶器的内腔为整体式结构或由多块模板组合式结构，内腔截面形状为圆形、矩形、多边形。
全文摘要
本发明提供了一种可连续生产洁净细等轴晶铸锭的真空装置，具有钢包、中间包、水冷铸模，所述钢包、中间包和水冷铸模分别置于钢包真空室、中间包真空室内和铸锭真空室内，钢包真空室和中间包真空室内分别设有支撑钢包和中间包的升降装置；中间包真空室为固定结构，铸锭真空室设置在锭模真空室快速变换装置上，铸锭真空室下部位置设有支撑铸锭真空室的液压支撑装置；结晶器水冷外套通过支架固定在铸锭真空室上，冷却底板的外侧底部设有变频振动机构，冷却底板由底板升降装置支撑。用本发明装置铸出的铸锭，匀质细小的等轴晶粒显著增加，铸锭综合机械性能显著增强，铸锭坯质量高，并可实现多炉连铸一个铸锭或一炉连续铸造多个铸锭，生产效率高。
文档编号B22D7/06GK101342580SQ20081014091
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月4日 优先权日2008年8月4日
发明者曹国超, 朱书成, 王希彬, 白金立, 闫荣浩 申请人:西峡龙成特种材料有限公司