表面覆盖特性材料钢材的连铸生产设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明属冶金连铸领域，涉及一种连铸生产设备及生产方法，特别涉及一种表面覆盖特性材料钢材的连铸生产设备及方法。
【背景技术】
[0002]使用钢水凝固成型有两种方法:传统的模铸法和连续铸钢法。连铸技术的迅速发展是当代钢铁工业发展的一个非常引人注目的动向，连铸之所以发展迅速，主要是它具有较大的技术经济优越性，主要表现在以下几个方面:简化生产工序，由于连铸可以省去初轧开坯工序，不仅节约了均热炉加热的能耗，而且也缩短了从钢水到成坯的周期时间；提高金属的收得率，采用钢锭模浇铸从钢水到成坯的收得率大约是84?88%，而连铸约为95?96%，因此采用连铸工艺可节约金属7?12%，这是一个相当可观的数字；节约能量消耗，据有关资料介绍，生产I吨连铸坯比模铸开坯省能627?1046KJ，相当于21.4?35.7kg标准煤，再加上提高成材率所节约的能耗大于10kg标准煤。按我国目前能耗水平测算，每吨连铸坯综合节能约为130kg标准煤；改善劳动条件，易于实现自动化，连铸的机械化和自动化程度比较高，连铸过程已实现计算机自动控制，使操作工人从笨重的体力劳动中解放出来。近年来，随着科学技术的发展，自动化水平的提高，电子计算机也用于连铸生产的控制，除浇钢开浇操作外，全部都由计算机控制；铸坯质量好，由于连铸冷却速度快、连续拉坯、浇铸条件可控、稳定，因此铸坯内部组织均匀、致密、偏析少、性能也稳定。
[0003]随着材料工业的发展及材料科学的进步，近年来，钢铁工业为了延伸产业链，覆盖高端应用市场以应对蓬勃发展的有色金属产业的竞争，在表面特性材料生产领域进行了大量投入和研发。所谓表面特性材料是指为了克服钢铁接触界面存在的性能不足，有针对性的在钢铁材料表面覆盖一层特殊材料以弥补。该材料根据需要，可以是T1、Cu、Al等。而根据表面特性材料的覆盖工艺，又可分为表面涂镀、复合轧制等多种工艺。
[0004]目前，对于复合轧制而言，生产复合板的基本工艺可分为表面预处理一冷轧或热轧复合一热处理三个阶段，国外先进国家也都采用这一工艺。表面预处理通常采用先蚀洗，在用钢丝刷刷光，目的是清除表面氧化膜、油污及脏污等，获得洁净表面。热处理或扩散退火是为了增强结合面原子的扩散，使复合结点长大，增加实际复合面积，提高结合强度，以满足继续加工或使用的性能要求。由于面临着复合材料表面预清理等诸多限制环节，在成材率、生产率很低。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种表面覆盖特性材料钢材的连铸生产设备。该连铸生产设备可以在连铸生产过程中将特性材料导入，作为结晶器的两个表面，钢水在特性材料表面逐渐凝固，形成表面为特性材料的连铸钢坯。所得到的连铸钢坯经过轧制变形，最终形成表面具有特性功能的钢材产品。此连铸系统和连铸方法可以省略传统复合轧制工艺中特性材料层和钢坯层的表面预清理环节，增加了成材率，提高了生产效率。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种表面覆盖特性材料钢材的连铸生产方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0008]一种表面覆盖特性材料钢材的连铸生产设备，包括:
[0009]窄面结晶器，包括:两块窄面铜板，平行设置；两个窄面铜板的支撑调节装置，分别用于支撑调节所述两块窄面铜板，所述两块窄面铜板分别通过所述支撑调节装置固定于浇注平台；两条宽面特性材料板带，平行设置于所述两块窄面铜板之间并与所述两块窄面铜板围成所述窄面结晶器的空腔，以使钢水在所述空腔内降温和凝固；两个宽面特性材料板带的连铸支撑装置，分别用于支撑和约束所述两块宽面特性材料板带，保证所述宽面特性材料板带的平整输送；
[0010]两个宽面特性材料板带输入装置，分别设置于所述窄面结晶器的两宽面侧，用于将宽面特性材料板带不断的传输到所述窄面结晶器内以使不断被拉出的两条宽面特性材料板带填充到所述窄面结晶器的宽面处，同时控制所述宽面特性材料板带的输入速率以及输入方向。
[0011]两个挡渣板，均插入所述窄面结晶器的渣面层下方，且所述两个挡渣板下边缘分别与所述两个宽面特性材料板带抵接，以隔绝所述宽面特性材料板带与渣面的接触。
[0012]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述宽面特性材料板带的连铸支撑装置包括一组沿竖直方向设置的支撑辊道，在连铸过程中通过所述支撑辊道和所述宽面特性材料板带之间产生的摩擦力来约束和传动特性材料板带，保证所述宽面特性材料板带的平整输送。
[0013]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述宽面特性材料板带输入装置包括:一组传输辊道，以按照规定速度将宽面特性材料板带输送至所述窄面结晶器的宽面处；以及夹持辊，设置于所述传输辊道的终端处，所述夹持辊与所述传输辊道中的终端传输辊组合，用于夹持所述宽面特性材料板带以控制所述宽面特性材料板带进入所述窄面结晶器内的速度以及方向。
[0014]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述宽面特性材料板带输入装置的前面还设置有开卷机，用于将卷曲状态的宽面特性材料板带开卷。
[0015]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述宽面特性材料板带输入装置的后面还设有矫直机，用于将宽面特性材料板带矫直。
[0016]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述挡渣板的下缘伸入渣面以下5?20mm，并且倾斜放置。更优选，所述挡渣板与所述宽面特性材料板带的夹角α为10?30度。
[0017]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述挡渣板的上端固定于浇注平台上。
[0018]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述挡渣板由耐火材料构成。
[0019]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述挡渣板下端设有吹氩气口，以避免所述挡渣板附近钢液氧化。更优选，所述吹氩气口与所述挡渣板下边缘的垂直距离为I?5mm。
[0020]在上述连铸生产设备中，作为一种优选实施方式，所述连铸生产设备还包括连铸水口，设置于所述结晶器上方，用于将钢液输入至窄面结晶器内；所述连铸水口内设置塞棒，用于控制所述窄面结晶器内的钢液液面。更优选，所述连铸水口为浸入式水口。
[0021]一种连铸机，包括上述连铸生产设备。
[0022]一种表面覆盖特性材料钢材的连铸生产方法，包括如下工序:
[0023]开浇前，将宽面特性材料板带输送至窄面结晶器的两宽面处，与所述窄面结晶器的两窄面铜板组合成所述窄面结晶器的空腔；
[0024]开浇过程，将钢液送入所述窄面结晶器内，并通过所述窄面结晶器外侧的冷却系统使所述窄面结晶器内的钢液冷却并凝固；
[0025]开浇后，随连铸坯被拉出，所述宽面特性材料板带也一同被拉出，拉坯速度与板带传输速度相同，从而使宽面特性材料板带形成连铸坯的表层。
[0026]在上述生产方法中，作为一种优选实施方式，所述生产方法采用上述连铸生产设备或上述连铸机来完成，具体如下:
[0027]开浇前，先利用两个宽面特性材料板带输入装置将宽面特性材料板带分别输送至窄面结晶器的两宽面处，从而使输入到所述窄面结晶器的宽面特性材料板带与所述窄面结晶器的两窄面铜板组合成所述窄面结晶器的空腔；然后将挡渣板插入窄面结晶器保护渣渣面以下，并将所述挡渣板下边缘贴合于所述宽面特性材料板带；
[0028]开浇过程，将中间包中的钢液通过设置于所述中间包出口处的浸入式水口送