本實用新型屬于冶金行業(yè)連鑄生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種異形坯連鑄裝置。
背景技術(shù)：
隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，采用方(圓)坯連鑄機(jī)生產(chǎn)條形產(chǎn)品，采用厚度150～250mm連鑄板坯生產(chǎn)板材的技術(shù)已逐漸成熟，但存在著從鑄坯至最終產(chǎn)品之間加工量大、工序復(fù)雜、能耗大、生產(chǎn)周期長、成本較高以及勞動強(qiáng)度大等問題，即采用現(xiàn)有連鑄機(jī)生產(chǎn)出來的鑄坯與實際的成品之間存在較大的結(jié)構(gòu)、尺寸差異。
針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中已提出近終形連鑄技術(shù)，近終形連鑄技術(shù)的一系列優(yōu)點正好彌補(bǔ)了上述不足，是當(dāng)今國際冶金界的一個熱點。接近最終產(chǎn)品形狀、尺寸的連鑄技術(shù)稱為近終形連鑄技術(shù)，主要包括：薄板坯連鑄技術(shù)、薄帶連鑄技術(shù)、異形坯連鑄技術(shù)等，它是對傳統(tǒng)連鑄工藝的一次重大革新。近終形連鑄技術(shù)能將連鑄、軋制，甚至熱處理融為一體，設(shè)備投資減少、生產(chǎn)工序簡化、生產(chǎn)周期縮、產(chǎn)品成本顯著降低，且產(chǎn)品質(zhì)量不亞于傳統(tǒng)工藝。雖然現(xiàn)有近終形連鑄技術(shù)的出現(xiàn)是一個重大的技術(shù)革新，但其仍需要結(jié)晶器來使得鋼液形成初生坯殼，同時生產(chǎn)不同斷面尺寸的鑄坯需要使用不同類型的結(jié)晶器，為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性，生產(chǎn)車間常常需要準(zhǔn)備多個不同斷面的結(jié)晶器備件。而且，能夠生產(chǎn)的鑄坯斷面尺寸極為有限，主要為厚度較薄的板坯(極致是生產(chǎn)薄帶)、管坯等，另外文獻(xiàn)資料中所述的異形坯也是特指H型鑄坯，目前尚未有文獻(xiàn)報道針對生產(chǎn)其他不規(guī)則斷面(如凹形)鑄坯的近終形連鑄技術(shù)，即現(xiàn)有近終形連鑄技術(shù)生產(chǎn)的鑄坯，其斷面形狀仍舊受到各種限制。
當(dāng)前，能夠直接獲得不規(guī)則零件的技術(shù)主要是鑄造技術(shù)和快速成型技術(shù)。鑄造技術(shù)發(fā)展已久，鋼液可直接成型，但生產(chǎn)效率太低，適合復(fù)雜零件的制造?？焖俪尚图夹g(shù)是二十世紀(jì)八十年代后期出現(xiàn)的一項新型加工技術(shù)，它集成了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)及材料科學(xué)等領(lǐng)域的最新成果，可將設(shè)計構(gòu)思自動、快速地轉(zhuǎn)化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的零件原型或直接制造出零件?？焖俪尚图夹g(shù)與傳統(tǒng)加工方法相比，可縮短生產(chǎn)周期，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。但在鋼材的快速成型方面，由于鋼的凝固特點，技術(shù)難度很大，成本昂貴，生產(chǎn)效率過低，目前只在航空、軍工方面部分應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于連鑄工藝的改進(jìn)已有大量技術(shù)方案公開，如專利公開號：CN 105033217A，公開日：2015年11月11日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種連鑄方法，該申請案公開的連鑄方法，利用冷卻裝置直接對引桿或者金屬液凝固形成的連鑄坯進(jìn)行冷卻，通過傳熱作用，使金屬液不斷地在連鑄通孔內(nèi)連鑄坯的凝固前端處凝固，再通過牽引裝置不停得拉動連鑄坯，使凝固前端始終保持在連鑄通孔內(nèi)，形成穩(wěn)定的連鑄工序。金屬液受引桿或者先前凝固的金屬的傳熱作用而在連鑄通孔內(nèi)進(jìn)行凝固，而不是在結(jié)晶器等大型的冷卻裝置中凝固，因而可降低連鑄裝置整體占用的空間。但是該申請案的不足之處在于：該申請案中雖然沒有安裝結(jié)晶器，但是其中的連鑄通孔實際上是作為結(jié)晶器使用的，因此，生產(chǎn)的鑄坯斷面形狀受到連鑄通孔斷面的限制，而連鑄通孔是固定設(shè)置在熔池側(cè)壁上的，最終造成該申請案的連鑄方法生產(chǎn)的鑄坯其斷面形狀受到限制。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
1.實用新型要解決的技術(shù)問題
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有連鑄技術(shù)中難以生產(chǎn)斷面不規(guī)則鑄坯的不足，提供了一種異形坯連鑄裝置，生產(chǎn)的鑄坯斷面尺寸不受結(jié)晶器的限制，可生產(chǎn)斷面尺寸為不規(guī)則的異形坯，既發(fā)揮傳統(tǒng)工藝的批量化低成本的工業(yè)大生產(chǎn)優(yōu)勢，又具有新時代的數(shù)字化和智能化新技術(shù)特點，是一種近終形連鑄技術(shù)；且鋼液通過保溫管被引流到焊頭上，大大方便了坯殼的生成。
2.技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為：
本實用新型的異形坯連鑄裝置，包括中間包、浸入式水口和引錠桿，還包括與計算機(jī)連接的坯殼生成機(jī)構(gòu)，該坯殼生成機(jī)構(gòu)用于在浸入式水口出口處周圍堆焊出坯殼；
所述坯殼生成機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂和焊頭，焊頭位于機(jī)械臂的自由端，機(jī)械臂圍繞浸入式水口的出口處設(shè)置；所述機(jī)械臂上安裝有與焊頭連通的L形保溫管，該保溫管的一段與機(jī)械臂平行，另一段向上方延伸；所述保溫管的外部包裹耐火材料，保溫管的頂部設(shè)置鋼液注入口；
所述浸入式水口的下方依次設(shè)有支撐輥和拉坯輥，冷卻水噴嘴設(shè)置于相鄰支撐輥之間；所述引錠桿豎直方向設(shè)置，引錠桿的頂部固連有引錠板，該引錠板包括上下兩層，上層為由型砂壓制而成的平板，下層為不銹鋼板。
作為本實用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述保溫管周圍環(huán)繞設(shè)置有控溫線圈，該控溫線圈為電磁線圈。
作為本實用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述拉坯輥的下方設(shè)置有伸縮桿，伸縮桿安裝于一油缸的輸出端，該伸縮桿用于推動引錠桿。
作為本實用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述拉坯輥的下方還設(shè)置有感應(yīng)裝置，該感應(yīng)裝置用于感應(yīng)引錠桿是否到達(dá)拉坯輥下方指定位置；所述感應(yīng)裝置與所述油缸電連接。
作為本實用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述浸入式水口的周圍以及浸入式水口的出口處環(huán)繞設(shè)置有控溫線圈，該控溫線圈為電磁線圈。
作為本實用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，還包括紅外測溫儀，該紅外測溫儀用于對坯殼生成機(jī)構(gòu)堆焊出的坯殼進(jìn)行測溫。
作為本實用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述中間包的側(cè)壁上均勻分布4～8個超聲波發(fā)生器。
3.有益效果
采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：
(1)本實用新型中，保溫管與焊頭相連通，可在鋼液注入口向保溫管內(nèi)部注入鋼液，鋼液通過保溫管被引流到焊頭上，直接為焊頭提供原料，確保制備的異型坯內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，提高其強(qiáng)度；其中保溫管的一段與機(jī)械臂平行，方便保溫管安裝在機(jī)械臂上，保溫管的另一端向上方延伸，使得保溫管內(nèi)部注滿鋼液后，保溫管上與焊頭連通的部分因受到液位差而主動排出鋼液，源源不斷為焊頭提供原料；保溫管的外部包裹耐火材料，大大增強(qiáng)了保溫管的耐高溫性能。
(2)本實用新型中引錠桿的頂部固連有引錠板，該引錠板包括上下兩層，上層為由型砂壓制而成的平板，下層為不銹鋼板，在連鑄坯向下形成到一定程度時，推動引錠桿，由于與連鑄坯直接接觸的部分為引錠板上由型砂壓制而成的上層平板，從而使得連鑄坯與引錠板之間容易分離，一方面方便了引錠桿與連鑄坯之間的分離且引錠桿、引錠板不易損壞，可循環(huán)使用，另一方面減少了連鑄坯的浪費，且型砂具有較高的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，在與連鑄坯接觸過程中物理性能穩(wěn)定；下層的不銹鋼板導(dǎo)熱性能優(yōu)良，便于連鑄坯的冷卻凝固。
(3)本實用新型中當(dāng)引錠桿上的引錠板承載連鑄坯下降形成到一定程度時，此時感應(yīng)裝置感應(yīng)到引錠桿到達(dá)拉坯輥下方的指定位置，會給油缸一個控制信號，油缸推動伸縮桿前移從而推動引錠桿，自動使得與引錠桿固連的引錠板方便的與連鑄坯分離。
(4)本實用新型中中間包的側(cè)壁上均勻分布4～8個超聲波發(fā)生器，通過超聲波發(fā)生器向中間包內(nèi)導(dǎo)入超聲波，利用超聲波的空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)以及機(jī)械效應(yīng)，能夠達(dá)到細(xì)化晶粒和均勻化組織的功能，同時能夠有效地降低鋼中氣體的含量，從而獲得潔凈度較高的鋼。
(5)本實用新型中保溫管周圍環(huán)繞設(shè)置有控溫線圈，該控溫線圈為電磁線圈，通過控溫線圈能夠?qū)Ρ毓軆?nèi)部的鋼液進(jìn)行加熱，確保保溫管內(nèi)部的鋼液因處于熔融狀態(tài)而具有足夠的流動性，從而流暢的為焊頭提供原料。
(6)本實用新型的異形坯連鑄裝置，生產(chǎn)過程中鑄坯斷面尺寸是由計算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)模型動態(tài)實時控制，可根據(jù)具體要求生產(chǎn)任意斷面的連鑄坯，包括但不限于現(xiàn)有連鑄工藝所能生產(chǎn)的各種斷面的鑄坯，可減少鋼鐵企業(yè)為應(yīng)對不同產(chǎn)品所準(zhǔn)備的不同斷面的連鑄機(jī)數(shù)量，并能拓寬鑄坯斷面品種，實現(xiàn)單臺鑄機(jī)的按需生產(chǎn)與產(chǎn)品個性定制；且不需要傳統(tǒng)的保護(hù)渣、結(jié)晶器及其振動裝置，可大幅減少連鑄生產(chǎn)設(shè)備和相應(yīng)備件，減小廠房面積及工作人員，降低連鑄過程的噸鋼資源消耗，大幅降低企業(yè)生產(chǎn)成本，同時生產(chǎn)出的鑄坯無表面縱裂紋、橫裂紋、夾渣等表面缺陷，表面質(zhì)量穩(wěn)定，有效增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
(7)本實用新型的異形坯連鑄裝置，生產(chǎn)過程完全由計算機(jī)內(nèi)的數(shù)學(xué)模型控制，生產(chǎn)高度智能化自動化，保溫管不斷為機(jī)械臂自由端的焊頭提供鋼液，坯殼外側(cè)布置的控溫線圈根據(jù)紅外測溫儀測量的坯殼溫度及計算機(jī)的要求自動將坯殼溫度控制在設(shè)定溫度值，使得最終制備的異形坯內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1為本實用新型的異形坯連鑄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
示意圖中的標(biāo)號說明：
1、中間包；2、浸入式水口；3、焊頭；4、金屬絲；5、金屬絲圈；6、機(jī)械臂；7、支撐輥；8、冷卻水噴嘴；9、拉坯輥；10、連鑄坯；11、計算機(jī)；12、紅外測溫儀；13、控溫線圈；14、引錠桿；15、超聲波發(fā)生器；16、伸縮桿；17、感應(yīng)裝置；18、引錠板；19、保溫管。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”等應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以視具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
實施例1
參考圖1，本實施例的異形坯連鑄裝置，包括中間包1、浸入式水口2、引錠桿14以及與計算機(jī)11連接的坯殼生成機(jī)構(gòu)，該坯殼生成機(jī)構(gòu)用于在浸入式水口2出口處周圍堆焊出坯殼。坯殼生成機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂6和焊頭3，焊頭3位于機(jī)械臂6的自由端，機(jī)械臂6圍繞浸入式水口2的出口處設(shè)置；機(jī)械臂6上安裝有與焊頭3連通的L形保溫管19，為焊頭3提供原料；該保溫管19的一段與機(jī)械臂6平行，另一段向上方延伸；保溫管19的外部包裹耐火材料，保溫管19的頂部設(shè)置鋼液注入口。本實施例中，保溫管19與焊頭3相連通，可在鋼液注入口向保溫管19內(nèi)部注入鋼液，鋼液通過保溫管19被引流到焊頭3上，直接為焊頭3提供原料，確保制備的異型坯內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，提高其強(qiáng)度；其中保溫管19的一段與機(jī)械臂6平行，方便保溫管19安裝在機(jī)械臂6上，保溫管19的另一端向上方延伸，使得保溫管19內(nèi)部注滿鋼液后，保溫管19上與焊頭3連通的部分因受到液位差而主動排出鋼液，源源不斷為焊頭3提供原料；保溫管19的外部包裹耐火材料，大大增強(qiáng)了保溫管19的耐高溫性能。
本實施例中，浸入式水口2的下方依次設(shè)有支撐輥7和拉坯輥9，冷卻水噴嘴8設(shè)置于相鄰支撐輥7之間；引錠桿14豎直方向設(shè)置，引錠桿14的頂部固連有引錠板18，該引錠板18包括上下兩層，上層為由型砂壓制而成的平板，下層為不銹鋼板。本實施例的異形坯連鑄裝置整體上呈現(xiàn)縱向設(shè)置，連鑄坯10在引錠桿14的向下移動中沿豎直方向生成，有利于異形坯的高效形成，且提高了制備異形坯的結(jié)構(gòu)尺寸精度；同時，引錠桿14的頂部固連有引錠板18，該引錠板18包括上下兩層，上層為由型砂壓制而成的平板，下層為不銹鋼板，在連鑄坯10向下形成到一定程度時，推動引錠桿14，由于與連鑄坯10直接接觸的部分為引錠板18上由型砂壓制而成的上層平板，從而使得連鑄坯10與引錠板18之間容易分離，一方面方便了引錠桿14與連鑄坯10之間的分離且引錠桿14、引錠板18不易損壞，可循環(huán)使用，另一方面減少了連鑄坯10的浪費，且型砂具有較高的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，在與連鑄坯10接觸過程中物理性能穩(wěn)定；下層的不銹鋼板導(dǎo)熱性能優(yōu)良，便于連鑄坯10的冷卻凝固。(現(xiàn)有技術(shù)中連鑄坯10與引錠桿14之間直接卡和連接，在連鑄坯10生成到一定程度時，推動引錠桿14使得其與連鑄坯10分離，但是連鑄坯10的末端仍舊保留了之前用于與引錠桿14卡和的凹槽，后續(xù)需要將連鑄坯10末端帶有凹槽的一部分切去才能使用，造成了資源的浪費。)
本實施例中，拉坯輥9的下方設(shè)置有伸縮桿16和感應(yīng)裝置17，伸縮桿16安裝于一油缸的輸出端，該伸縮桿16用于推動引錠桿14；感應(yīng)裝置17用于感應(yīng)引錠桿14是否到達(dá)拉坯輥9下方指定位置；感應(yīng)裝置17與油缸電連接。其中，當(dāng)引錠桿14上的引錠板18承載連鑄坯10下降形成到一定程度時，此時感應(yīng)裝置17感應(yīng)到引錠桿14到達(dá)拉坯輥9下方的指定位置，會給油缸一個控制信號，油缸推動伸縮桿16前移從而推動引錠桿14，自動使得與引錠桿14固連的引錠板18方便的與連鑄坯10分離。
實施例2
參考圖1，本實施例的異形坯連鑄裝置，其結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，其不同之處在于：還包括紅外測溫儀12，該紅外測溫儀12用于對坯殼生成機(jī)構(gòu)堆焊出的坯殼進(jìn)行測溫，浸入式水口2的周圍以及浸入式水口2的出口處環(huán)繞設(shè)置有控溫線圈13，該控溫線圈13為電磁線圈。
本實施例的異形坯連鑄裝置，其使用方法如下，具體包括以下步驟：
步驟A：將需要生產(chǎn)的異形坯斷面幾何尺寸輸入至計算機(jī)11，其中，異形坯斷面X或Y方向的幾何尺寸在50～3000mm；
步驟B：提升引錠桿14將其頂端的引錠板18置于浸入式水口2出口處的正下方(即機(jī)械臂6圍成區(qū)域的中部)，調(diào)整引錠板18至水平狀態(tài)，移動焊頭3至引錠板18中心處；
步驟C：向計算機(jī)11發(fā)出啟動指令，計算機(jī)11根據(jù)斷面尺寸實時控制機(jī)械臂6和焊頭3在引錠板18上堆焊出設(shè)定斷面幾何尺寸的坯殼(堆焊具體為電弧增材制造技術(shù)，電弧增材制造技術(shù)是采用電弧作為熱源將金屬絲材熔化，按設(shè)定成形路徑在基板上堆積層片，層層堆敷直至金屬零件成形的工藝，具體本實施例中，不需要將金屬絲材熔化而作為堆焊原料，可直接通過保溫管19內(nèi)提供的鋼液作為堆焊原料)，生成的坯殼外側(cè)由支撐輥7支撐(機(jī)械臂6可圍繞浸入式水口2出口處在X、Y、Z方向移動)；需要強(qiáng)調(diào)的是，本實施例中堆焊出的坯殼內(nèi)部是空心的，坯殼的內(nèi)部在后續(xù)步驟中通過鋼液填充；具體本實施例中，計算機(jī)11控制的坯殼生成機(jī)構(gòu)按程序指令要求移動機(jī)械臂6，使得焊頭3圍繞浸入式水口2出口處連續(xù)移動，從而根據(jù)異形坯斷面幾何尺寸先逐點再逐層生成所需坯殼，完成相應(yīng)坯殼的連續(xù)生產(chǎn)，同時引錠桿14以0.01～0.3m/min的拉速緩慢下降(此時引錠桿14的拉速不宜過快，以適應(yīng)坯殼的縱向生成速度為宜)。坯殼的生產(chǎn)過程為將保溫管19內(nèi)排出的鋼液冷卻凝固，坯殼厚度為12～15mm；其中，保溫管19內(nèi)排出的鋼液與所要生產(chǎn)的鋼種成分相同或相似。
步驟D：當(dāng)坯殼縱向長度為500mm時，開澆準(zhǔn)備完成，將浸入式水口2的出口移至上述坯殼內(nèi)部距初生坯殼400mm處，計算機(jī)11發(fā)出指令提升中間包塞棒，中間包1內(nèi)的鋼水通過浸入式水口2連續(xù)流入已生成的坯殼內(nèi)部并逐漸凝固，坯殼外側(cè)設(shè)置的冷卻水噴嘴8在坯殼內(nèi)鋼液面以下位置200～500mm范圍內(nèi)開始對坯殼外側(cè)進(jìn)行噴水冷卻，隨后進(jìn)行氣霧冷卻，氣霧冷卻的冷卻段長度為500～10000mm；
步驟E：通過計算機(jī)11控制坯殼的縱向生成速度與連鑄的拉速相同，且控制坯殼的縱向生成速度與連鑄的拉速在0.01～0.8m/min范圍內(nèi)(當(dāng)坯殼的縱向生成速度與連鑄的拉速過快時，不利于異形坯的穩(wěn)定成型)，維持異形坯的穩(wěn)定生產(chǎn)，凝固的連鑄坯10(即異形坯)在拉坯輥9的引導(dǎo)下向下運輸；在異形坯生產(chǎn)過程中，在坯殼內(nèi)的鋼液面以上10～30mm處，坯殼外側(cè)環(huán)繞布置有20～50mm寬的控溫線圈13(即浸入式水口2的出口處環(huán)繞設(shè)置有控溫線圈13)，通過控溫線圈13對生成的坯殼進(jìn)行加熱，維持坯殼外側(cè)的溫度T1＝αTd，其中：α＝0.6～0.8，Td為鋼液的固相線溫度。發(fā)明人經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，生成的坯殼需要維持在一定的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)坯殼溫度過高，坯殼的強(qiáng)度無法保證，從而會對制備的異形坯尺寸精度產(chǎn)生不利影響；當(dāng)坯殼溫度過低，坯殼內(nèi)的鋼液無法與坯殼內(nèi)側(cè)較好的熔融在一起，導(dǎo)致制備的異形坯內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不均勻，從而會對制備的異形坯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。為了克服上述問題，發(fā)明人經(jīng)過實驗總結(jié)發(fā)現(xiàn)，通過控溫線圈13將坯殼外側(cè)的溫度維持在一定范圍，能夠使得最終制備的異形坯內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高；其中，維持坯殼外側(cè)的溫度范圍與鋼液的成分有關(guān)，具體為T1＝αTd(α＝0.6～0.8)，Td為相應(yīng)鋼液的固相線溫度。本實施例中，浸入式水口2的周圍環(huán)繞設(shè)置有控溫線圈13，一方面能夠防止浸入式水口2內(nèi)因鋼液溫度過低而發(fā)生堵塞，另一方面通過控溫線圈13加熱浸入式水口2內(nèi)的鋼液使其處于熔融狀態(tài)，增強(qiáng)鋼液的流動性，防止因鋼液中的夾雜物而引起的堵塞。
本實施例的異形坯連鑄裝置，生產(chǎn)過程完全由計算機(jī)11內(nèi)的數(shù)學(xué)模型控制，生產(chǎn)高度智能化自動化，保溫管19不斷為機(jī)械臂6自由端的焊頭3提供鋼液，坯殼外側(cè)布置的控溫線圈13根據(jù)紅外測溫儀12測量的坯殼溫度及計算機(jī)11的要求自動將坯殼溫度控制在設(shè)定溫度值，使得最終制備的異形坯內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。生產(chǎn)出的鑄坯按計算機(jī)11設(shè)定的定尺自動切割，當(dāng)鋼液澆注完成后，停止坯殼的生成，鑄坯從下方完全出來后，階段性生產(chǎn)完成。
本實施例的異形坯連鑄裝置，生產(chǎn)過程中鑄坯斷面尺寸是由計算機(jī)11根據(jù)數(shù)據(jù)模型動態(tài)實時控制，可根據(jù)具體要求生產(chǎn)任意斷面的連鑄坯，包括但不限于現(xiàn)有連鑄工藝所能生產(chǎn)的各種斷面的鑄坯，可減少鋼鐵企業(yè)為應(yīng)對不同產(chǎn)品所準(zhǔn)備的不同斷面的連鑄機(jī)數(shù)量，并能拓寬鑄坯斷面品種，實現(xiàn)單臺鑄機(jī)的按需生產(chǎn)與產(chǎn)品個性定制；且不需要傳統(tǒng)的保護(hù)渣、結(jié)晶器及其振動裝置，可大幅減少連鑄生產(chǎn)設(shè)備和相應(yīng)備件，減小廠房面積及工作人員，降低連鑄過程的噸鋼資源消耗，大幅降低企業(yè)生產(chǎn)成本，同時生產(chǎn)出的鑄坯無表面縱裂紋、橫裂紋、夾渣等表面缺陷，表面質(zhì)量穩(wěn)定，有效增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
本實施例的異形坯連鑄裝置，有機(jī)結(jié)合了電弧增材制造技術(shù)與連鑄技術(shù)，不改變鋼種成分，不需要添加合金元素，不改變中間包生產(chǎn)設(shè)備和工藝，鑄坯表面質(zhì)量穩(wěn)定，對鑄坯及設(shè)備無污染，對人員無危害，是一項低資源消耗的異形坯連續(xù)鑄鋼的新方法。
本實施例采用數(shù)字化和智能化的方式實現(xiàn)不規(guī)則斷面鑄坯低成本高效率的生產(chǎn)，既發(fā)揮傳統(tǒng)工藝的批量化低成本的工業(yè)大生產(chǎn)優(yōu)勢，又具有新時代的數(shù)字化和智能化新技術(shù)特點，生產(chǎn)過程為智能化控制，高度自動化，占地面積小，操作人員少，可有效降低成本，是一種近終形連鑄技術(shù)。
實施例3
參考圖1，本實施例的異形坯連鑄裝置，其結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，其不同之處在于：本實施例中中間包1的側(cè)壁上均勻分布4～8個超聲波發(fā)生器15，通過超聲波發(fā)生器15向中間包1內(nèi)導(dǎo)入超聲波，利用超聲波的空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)以及機(jī)械效應(yīng)，能夠達(dá)到細(xì)化晶粒和均勻化組織的功能，同時能夠有效地降低鋼中氣體的含量，從而獲得潔凈度較高的鋼。
實施例4
參考圖1，本實施例的異形坯連鑄裝置，其結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，其不同之處在于：保溫管19周圍環(huán)繞設(shè)置有控溫線圈13，該控溫線圈13為電磁線圈；通過控溫線圈13能夠?qū)Ρ毓?9內(nèi)部的鋼液進(jìn)行加熱，確保保溫管19內(nèi)部的鋼液因處于熔融狀態(tài)而具有足夠的流動性，從而流暢的為焊頭3提供原料。
以上示意性的對本實用新型及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。